Traducido del inglés al español - www.onlinedoctranslator.com Práctica recomendada y requisitos de IEEE para el control de armónicos en sistemas de energía eléctrica Sociedad de Energía y Energía IEEE Patrocinado por el Comité de Transmisión y Distribución IEEE Avenida Parque 3 Nueva York, NY 10016-5997 EE. UU. Estándar IEEE 519™-2014 (Revisión de Estándar IEEE 519-1992) Licencia de uso autorizada limitada a: Universidad Industrial de Santander. Descargado el 29 de junio de 2018 a las 19:31:32 UTC de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. Licencia de uso autorizada limitada a: Universidad Industrial de Santander. Descargado el 29 de junio de 2018 a las 19:31:32 UTC de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. Estándar IEEE 519™-2014 (Revisión de Estándar IEEE 519-1992) Práctica recomendada y requisitos de IEEE para el control de armónicos en sistemas de energía eléctrica Patrocinador Comité de Transmisión y Distribución del Sociedad de Energía y Energía IEEE Aprobado el 27 de marzo de 2014 Junta de estándares IEEE-SA Licencia de uso autorizada limitada a: Universidad Industrial de Santander. Descargado el 29 de junio de 2018 a las 19:31:32 UTC de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. Resumen:En esta práctica recomendada se establecen objetivos para el diseño de sistemas eléctricos que incluyen cargas tanto lineales como no lineales. Se describen las formas de onda de voltaje y corriente que pueden existir en todo el sistema, y se establecen los objetivos de distorsión de forma de onda para el diseñador del sistema. La interfaz entre fuentes y cargas se describe como el punto de acoplamiento común y el cumplimiento de los objetivos de diseño reducirá la interferencia entre equipos eléctricos. Esta práctica recomendada aborda las limitaciones de estado estacionario. Se pueden encontrar condiciones transitorias que excedan estas limitaciones. Este documento establece la calidad de la potencia que se va a proporcionar en el punto de acoplamiento común. Este documento no cubre los efectos de la interferencia de radiofrecuencia; sin embargo, se ofrece orientación para los sistemas telefónicos alámbricos. Palabras clave:armónicos, IEEE 519™, calidad de energía • Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos, Inc. 3 Park Avenue, Nueva York, NY 10016-5997, EE. UU. Copyright © 2014 por el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos, Inc. Todos los derechos reservados. Publicado el 11 de junio de 2014. Impreso en los Estados Unidos de América. IEEE es una marca registrada en la Oficina de Marcas y Patentes de EE. UU., propiedad del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos, Incorporated. PDF: Impresión: ISBN 978-0-7381-9005-1 ISBN 978-0-7381-9006-8 STD98587 STDPD98587 IEEE prohíbe la discriminación, el acoso y la intimidación. Para más información visitehttp://www.ieee.org/web/aboutus/whatis/policies/p9-26.html . Ninguna parte de esta publicación puede reproducirse de ninguna forma, en un sistema de recuperación electrónico o de otra manera, sin el permiso previo por escrito del editor. Licencia de uso autorizada limitada a: Universidad Industrial de Santander. Descargado el 29 de junio de 2018 a las 19:31:32 UTC de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. Avisos importantes y descargos de responsabilidad relacionados con los documentos de estándares IEEE Los documentos IEEE están disponibles para su uso sujetos a avisos importantes y renuncias legales. 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Descargado el 29 de junio de 2018 a las 19:31:32 UTC de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. Declaraciones oficiales Una declaración, escrita u oral, que no se procese de acuerdo con el Manual de Operaciones de la Junta de Estándares de IEEE-SA no se considerará ni se inferirá que es la posición oficial de IEEE o cualquiera de sus comités y no se considerará o será confiado como, una posición formal de IEEE. En conferencias, simposios, seminarios o cursos educativos, una persona que presente información sobre los estándares del IEEE deberá dejar en claro que sus puntos de vista deben considerarse los puntos de vista personales de ese individuo en lugar de la posición formal del IEEE. Comentarios sobre las normas Los comentarios para la revisión de los documentos de estándares IEEE son bienvenidos por parte de cualquier parte interesada, independientemente de la afiliación de membresía con IEEE. Sin embargo, IEEE no proporciona información de consulta ni asesoramiento relacionado con los documentos de estándares IEEE. Las sugerencias de cambios en los documentos deben tener la forma de una propuesta de cambio de texto, junto con los comentarios de apoyo apropiados. Dado que los estándares IEEE representan un consenso de los intereses involucrados, es importante que cualquier respuesta a los comentarios y preguntas también reciba la concurrencia de un equilibrio de intereses. Por esta razón, el IEEE y los miembros de sus sociedades y los Comités Coordinadores de Estándares no pueden brindar una respuesta instantánea a los comentarios o preguntas, excepto en aquellos casos en los que el asunto se haya abordado previamente. Por la misma razón, IEEE no responde a las solicitudes de interpretación. Cualquier persona que desee participar en las revisiones de un estándar IEEE puede unirse al grupo de trabajo IEEE correspondiente. Los comentarios sobre las normas deben enviarse a la siguiente dirección: Secretario, IEEE-Junta de normas de SA 445 Hoes Lane Piscataway, NJ 08854 EE. UU. Leyes y regulaciones Los usuarios de los documentos de estándares IEEE deben consultar todas las leyes y reglamentos aplicables. El cumplimiento de las disposiciones de cualquier documento de estándares IEEE no implica el cumplimiento de los requisitos reglamentarios aplicables. Los implementadores de la norma son responsables de observar o hacer referencia a los requisitos reglamentarios aplicables. IEEE, mediante la publicación de sus estándares, no tiene la intención de instar a una acción que no cumpla con las leyes aplicables, y estos documentos no pueden interpretarse como tal. derechos de autor El borrador de IEEE y los estándares aprobados tienen derechos de autor de IEEE según las leyes de derechos de autor de EE. UU. e internacionales. Están disponibles por IEEE y se adoptan para una amplia variedad de usos públicos y privados. Estos incluyen tanto el uso, por referencia, en leyes y reglamentos, como el uso en la autorregulación privada, la estandarización y la promoción de prácticas y métodos de ingeniería. Al hacer que estos documentos estén disponibles para su uso y adopción por parte de las autoridades públicas y los usuarios privados, IEEE no renuncia a ningún derecho de autor sobre los documentos. fotocopias Sujeto al pago de la tarifa correspondiente, IEEE otorgará a los usuarios una licencia limitada y no exclusiva para fotocopiar partes de cualquier estándar individual para uso interno de la empresa u organización o para uso individual, no comercial únicamente. Para organizar el pago de las tarifas de licencia, comuníquese con Copyright Clearance Center, Customer Service, 222 Rosewood Drive, Danvers, MA 01923 EE. UU.; +1 978 750 8400. También se puede obtener permiso para fotocopiar partes de cualquier estándar individual para uso educativo en el aula a través del Centro de autorización de derechos de autor. Licencia de uso autorizada limitada a: Universidad Industrial de Santander. Descargado el 29 de junio de 2018 a las 19:31:32 UTC de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. Actualización de documentos de estándares IEEE Los usuarios de los documentos de estándares IEEE deben tener en cuenta que estos documentos pueden ser reemplazados en cualquier momento por la emisión de nuevas ediciones o pueden ser modificados de vez en cuando mediante la emisión de enmiendas, correcciones o erratas. Un documento oficial de IEEE en cualquier momento consta de la edición actual del documento junto con cualquier enmienda, corrección o errata vigente en ese momento. Cada estándar IEEE está sujeto a revisión al menos cada diez años. Cuando un documento tiene más de diez años y no ha pasado por un proceso de revisión, es razonable concluir que su contenido, aunque todavía tiene algún valor, no refleja completamente el estado actual de la técnica. Se advierte a los usuarios que verifiquen para determinar si tienen la última edición de cualquier estándar IEEE. Para determinar si un documento determinado es la edición actual y si ha sido enmendado mediante la emisión de enmiendas, correcciones o erratas, visite el sitio web de IEEE-SA en http://ieeexplore.ieee.org/xpl/standards.jsp o póngase en contacto con IEEE en la dirección indicada anteriormente. Para obtener más información sobre el proceso de desarrollo de estándares de IEEE SA o IEEE, visite el sitio web de IEEE-SA en http://estándares.ieee.org . Fe de erratas Se puede acceder a las erratas, si las hay, para todos los estándares IEEE en el sitio web de IEEE-SA en la siguiente URL: http:// standards.ieee.org/findstds/errata/index.html . Se recomienda a los usuarios que consulten periódicamente esta URL para ver las erratas. patentes Se llama la atención sobre la posibilidad de que la implementación de esta norma requiera el uso de materia cubierta por derechos de patente. Mediante la publicación de este estándar, el IEEE no toma ninguna posición con respecto a la existencia o validez de cualquier derecho de patente en relación con el mismo. Si el titular de una patente o el solicitante de una patente ha presentado una declaración de garantía a través de una carta de garantía aceptada, la declaración se incluye en el sitio web de IEEE-SA enhttp://standards.ieee.org/about/sasb/patcom/patents.html . Las Cartas de garantía pueden indicar si el Peticionario está dispuesto o no a otorgar licencias bajo derechos de patente sin compensación o con tarifas razonables, con términos y condiciones razonables que demuestren que no hay discriminación injusta para los solicitantes que deseen obtener dichas licencias. Pueden existir Reclamaciones de Patentes Esenciales para las cuales no se ha recibido una Carta de Garantía. El IEEE no es responsable de identificar las Reclamaciones de patentes esenciales para las que se puede requerir una licencia, de realizar investigaciones sobre la validez legal o el alcance de las Reclamaciones de patentes, o de determinar si los términos o condiciones de licencia proporcionados en relación con la presentación de una Carta de garantía, en su caso, o en cualquier acuerdo de licencia son razonables o no discriminatorios. Se advierte expresamente a los usuarios de esta norma que la determinación de la validez de los derechos de patente y el riesgo de infracción de dichos derechos es de su exclusiva responsabilidad. Se puede obtener más información de la IEEE Standards Association. Licencia de uso autorizada limitada a: Universidad Industrial de Santander. Descargado el 29 de junio de 2018 a las 19:31:32 UTC de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. Participantes En el momento en que se completó esta práctica recomendada por IEEE, el Grupo de trabajo de armónicos tenía los siguientes miembros: marca halpin,Silla Rubén Burch jim burke Randy collins doug dorr russell ehrlich Roberto Langella Theo Laughner david gilmer Guillermo Moncrief Tomás gentil sello de daryl dennis hansen fred hensley Randy Horton Bill Howe John Kennedy mike lowenstein Alex McEachern Marcos McGranaghan Chris Melhorn Dave Müller marty página Ken Sedziol Harish Sharma jeff smith Nicolás Smith mike juramento steve tatum Alfredo Testa Rao Thallam Timoteo Unruh sala dan paulo ribeiro james wikston charlie williams Daniel Sabín bob santo wilson xu Surya Santoso Alberto Keri Francisco Zavoda Los siguientes miembros del comité de votación individual votaron sobre esta práctica recomendada. Los votantes pueden haber votado por aprobación, desaprobación o abstención. Guillermo Ackermann Ali Al Awazi roy alexander Saleman Alibhay Tomas Barnes G. Bartók david bassett Tomas Basso Steven Bezner Carpeta Wallace Biografía de Michael Tomás obispo Guillermo Bloethe frederick brockhurst Andrés Marrón Gustavo Brunello Jeffrey Burnworth Roberto Durham russell ehrlich Gearold OH Eidhin Ahmed ElSerafi C.Erven dan evans Jorge Fernández Daher Yuri Jersonski John Kennedy David Garrett Tomás gentil Kenneth Getman david gilmer Mietek Glinkowski Tomas Grebe Tomas Gruzs keith chow Laszlo Kadar Kamwa inocente Harán Karmaker doaa galal Fredric amigo Guillermo Byrd antonio cardoso Lars Juhlin Juan Kay gael kennedy arboledas de randall cardenal pablo brian johnson gerald johnson carl fredericks Guillermo Finley guillermo arbusto brent caín farris jibril chad kiger james kinney stanley klein Joseph L. Koepfinger edwin kramer jim kulchisky Asok Kumar Senthil Kumar Saumen Kundu erich gunther Ajit Gwal sello de daryl Chung-Yiu Lam Tomás La Rosa Theo Laughner roberto hanna eduardo liebre larry conrado Wei Jen Lee steven liggio Gregorio Hartzo kevin pequeño Esteban Conrado james harvey Alberto Livshitz Guillermo Lockley Lawrence largo Roberto Christman bryan cole dennis hansen Luis Coronado jeffrey helzer andres dettloff Roberto Hoerauf glen davis Carlos Donati gary donner Neal Dowling Werner Hölzl Randy Horton Ronald Hotchkiss Juan Houdek greg lori ricardo marek John Mcalhaney Jr. Guillermo McBride vi Derechos de autor © 2014 IEEE. Reservados todos los derechos. Licencia de uso autorizada limitada a: Universidad Industrial de Santander. Descargado el 29 de junio de 2018 a las 19:31:32 UTC de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. Kenneth McClenahan Shawn Patterson pedro megna wesley patterson Decano Mehlberg Juan Merando Molinos T. David Daleep Mohla Guillermo Moncrief kimberly mosley k james phillips piscina percy Arturo Neubauer D. Daniel Sabín dennis neitzel miguel newman David Nichols joe nims gary nissen tim olsen gary olson gregorio olson Lorena Padden ricardo paes miguel roberts charles rogers Tomas Rozek steve tatum ricardo taylor eric udren Timoteo Unruh Juan Vergis carl pared daniel sala bob santo Carlos Weber Steven Sano bartien sayogo Yingli Wen kenneth blanco Roberto Schuerger jorge madera Roberto Seitz eduardo yandek Mateo Wilkowski colin schauder Ken Sedziol donald parker david parman bansi patel David Soltero wilson xu Tomas Yohn larry joven jian yu Nikunj Shah nigel orilla S.Patel Michael Swearingen Randall más seguro marty página Mirko Palacio gary stoedter Raymond Strittmatter Pedro Sutherland reynaldo ramos Juan Roach Juan de repuesto K. Tocón Iulian Profir Juan Rama Moisés Ramos jerry murphy ryan musgrove Arun Narang jerry smith gil shurtz sim hyeong Francisco Zavoda james ziebarth donald zipse james smith jeremy smith Ahmed Zobaa Cuando el Consejo de Normas de IEEE-SA aprobó esta práctica recomendada el 27 de marzo de 2014, tenía los siguientes miembros: Juan Kulick,Silla Jon Walter Rosdahl,Vicepresidente Richard H. Hulet,Presidente anterior Konstantinos Karachalios,Secretario Pedro Balma Farooq Bari Ted Burse clint capellán esteban duques Jean Philippe Faure gary hoffmann Michael Janezic Jeffrey Katz Ron Peterson Joseph L. Koepfinger* Pedro Sutherland Ley de David J. colgado ling Oleg Logvinov ted olsen glenn parsons Adrián Esteban Yatin Trivedi phil winston don wright Yu Yuan * Miembro Emérito También se incluyen los siguientes enlaces de la Junta de Normas de IEEE-SA sin derecho a voto: Ricardo De Blasio,Representante del DOE Michael Janezic,Representante del NIST catalina berger Gerente sénior de programas, publicación de contenido IEEE-SA Erin Spiewak Gerente de Programa, Comunidad Técnica IEEE-SA viii Derechos de autor © 2014 IEEE. Reservados todos los derechos. Licencia de uso autorizada limitada a: Universidad Industrial de Santander. Descargado el 29 de junio de 2018 a las 19:31:32 UTC de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. Introducción Esta introducción no forma parte de IEEE Std 519-2014, Práctica recomendada y requisitos de IEEE para el control de armónicos en sistemas de energía eléctrica. Los usos de cargas no lineales conectadas a sistemas de energía eléctrica incluyen convertidores de energía estáticos, dispositivos de descarga de arco, dispositivos magnéticos saturados y, en menor grado, máquinas rotativas. Los convertidores de potencia estáticos de energía eléctrica son las cargas no lineales más grandes y se utilizan en la industria para una variedad de propósitos, como fuentes de alimentación electroquímicas, unidades de velocidad ajustable y fuentes de alimentación ininterrumpida. Estos dispositivos son útiles porque pueden convertir CA a CC, CC a CC, CC a CA y CA a CA. Las cargas no lineales cambian la naturaleza sinusoidal de la corriente de alimentación de CA (y, en consecuencia, la caída de tensión de CA), lo que da como resultado el flujo de corrientes armónicas en el sistema de alimentación de CA que pueden causar interferencias con los circuitos de comunicación y otros tipos de equipos. Estas corrientes armónicas también conducen a mayores pérdidas y calentamiento en numerosos dispositivos electromagnéticos (motores, transformadores, etc.). Cuando se utiliza la compensación de potencia reactiva, en forma de capacitores de mejora del factor de potencia, pueden ocurrir condiciones resonantes que pueden resultar en altos niveles de voltaje armónico y distorsión de corriente cuando la condición resonante ocurre en un armónico asociado con cargas no lineales. Las fuentes comunes de corrientes armónicas en los sistemas de potencia incluyen convertidores electrónicos de potencia, hornos de arco, sistemas VAR estáticos, inversores para generación distribuida, controladores de fase de CA, cicloconvertidores y convertidores de CA-CC (rectificadores) comúnmente utilizados en fuentes de alimentación de modo conmutado y ancho de pulso modulado. (PWM) accionamientos de motor. Cada uno de estos dispositivos productores de armónicos puede tener características de emisión de corriente armónica bastante consistentes a lo largo del tiempo o cada uno puede presentar una característica que varía ampliamente según el control del dispositivo, las características del sistema y otras variables. Esta práctica recomendada se utilizará como guía en el diseño de sistemas de potencia con cargas no lineales. Los límites establecidos son para el funcionamiento en estado estable y se recomiendan para las condiciones del "peor de los casos". Se pueden encontrar condiciones transitorias que excedan estos límites. En cualquier caso, los valores límite indicados en este documento son recomendaciones y no deben considerarse vinculantes en todos los casos. Debido a la naturaleza de las recomendaciones, existe cierto conservadurismo que puede no ser necesario en todos los casos. Esta práctica recomendada debe aplicarse en los puntos de interfaz entre los propietarios u operadores del sistema y los usuarios del sistema de potencia. Los límites en esta práctica recomendada están destinados a la aplicación en un punto de acoplamiento común (PCC) entre el propietario u operador del sistema y un usuario, donde el PCC generalmente se toma como el punto en el sistema de energía más cercano al usuario donde el propietario del sistema u operador podría ofrecer servicio a otro usuario. Con frecuencia, para el servicio a usuarios industriales (es decir, plantas de fabricación) a través de un transformador de servicio dedicado, el PCC se encuentra en el lado de alta tensión del transformador. Para usuarios comerciales (parques de oficinas, centros comerciales, etc.) alimentados a través de un transformador de servicio común, el PCC suele estar en el lado de BT del transformador de servicio. Los límites en esta práctica recomendada representan una responsabilidad compartida para el control de armónicos entre los propietarios u operadores del sistema y los usuarios. Los usuarios producen corrientes armónicas que fluyen a través del sistema del propietario o del operador del sistema, lo que genera armónicos de voltaje en los voltajes suministrados a otros usuarios. La cantidad de distorsión armónica de voltaje suministrada a otros usuarios es una función de los efectos agregados de las cargas productoras de corriente armónica de todos los usuarios y las características de impedancia del sistema de suministro. Se proporcionan límites de distorsión de voltaje armónico para reducir los posibles efectos negativos en el usuario y el equipo del sistema. El mantenimiento de voltajes armónicos por debajo de estos niveles requiere que ⎯ Todos los usuarios limitan sus emisiones de corriente armónica a valores razonables determinados de manera equitativa en función de la participación de propiedad inherente que cada usuario tiene en el sistema de suministro y ⎯ Cada propietario u operador del sistema toma medidas para disminuir los niveles de distorsión de voltaje modificando las características de impedancia del sistema de suministro según sea necesario. viii Derechos de autor © 2014 IEEE. Reservados todos los derechos. Licencia de uso autorizada limitada a: Universidad Industrial de Santander. Descargado el 29 de junio de 2018 a las 19:31:32 UTC de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. Para permitir que el propietario u operador del sistema controle las características de impedancia del sistema para reducir la distorsión de voltaje cuando sea necesario, los usuarios no deben agregar equipos pasivos que afecten la característica de impedancia de tal manera que aumenten las distorsiones de voltaje. En efecto, tales acciones por parte de un usuario podrían equivaler a producir una distorsión armónica de voltaje excesiva. Estas adiciones de equipos pasivos (que conducen a características de impedancia del sistema no deseadas) deben ser controladas por el usuario de la misma manera que los dispositivos que producen armónicos de corriente operados por el usuario. ix Derechos de autor © 2014 IEEE. Reservados todos los derechos. Licencia de uso autorizada limitada a: Universidad Industrial de Santander. Descargado el 29 de junio de 2018 a las 19:31:32 UTC de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. Contenido 1. Información general ............................................... .................................................... .................................................... .1 1.1 Alcance ................................................ .................................................... .................................................. 2 1.2 Propósito .................................................. .................................................... ............................................. 2 2 Referencias normativas.............................................. .................................................... .................................... 3 3. Definiciones ............................................... .................................................... .......................................................... 3 4. Mediciones de armónicos ............................................... .................................................... ............................. 4 4.1 Ancho de la ventana de medición ............................................... .................................................... .......... 4 4.2 Mediciones de armónicos de tiempo muy corto ........................................... .......................................... 5 4.3 Mediciones de armónicos de corta duración ........................................... .................................................... ...... 5 4.4 Evaluación estadística.................................................... .................................................... .......................... 5 5. Límites armónicos recomendados ............................................... .................................................... ................... 5 5.1 Límites recomendados de tensión armónica.................................................. .................................................... 6 5.2 Límites de distorsión de corriente recomendados para sistemas nominalmente nominales de 120 V a 69 kV ............ 6 5.3 Límites de distorsión de corriente recomendados para sistemas clasificados nominalmente por encima de 69 kV a 161 kV .. 7 5.4 Límites de distorsión de corriente recomendados para sistemas nominalmente superiores a 161 kV .......................... 8 5.5 Recomendaciones para aumentar los límites de corriente armónica ........................................... ....................... 9 Anexo A (informativo) Límites de tensión interarmónica basados en flicker.................................... .................... 11 Anexo B (informativo) Factor de influencia telefónica (TIF) ....................................... ..................................... 13 Anexo C (informativo) Límites de muescas de conmutación ........................................... ..................................... 15 Anexo D (informativo) Bibliografía ............................................... .................................................... ............. 17 X Derechos de autor © 2014 IEEE. Reservados todos los derechos. Licencia de uso autorizada limitada a: Universidad Industrial de Santander. Descargado el 29 de junio de 2018 a las 19:31:32 UTC de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. Práctica recomendada y requisitos de IEEE para el control de armónicos en sistemas de energía eléctrica AVISO IMPORTANTE: Los documentos de estándares IEEE no están destinados a garantizar la seguridad, la protección, la salud o la protección del medio ambiente, ni a evitar interferencias con otros dispositivos o redes. Los implementadores de los documentos de estándares IEEE son responsables de determinar y cumplir con todas las prácticas apropiadas de seguridad, protección, medio ambiente, salud y protección contra interferencias y todas las leyes y reglamentaciones aplicables. Este documento IEEE está disponible para su uso sujeto a avisos importantes y renuncias legales. Estos avisos y descargos de responsabilidad aparecen en todas las publicaciones que contienen este documento y se pueden encontrar bajo el título "Aviso importante" o "Avisos importantes y descargos de responsabilidad sobre los documentos IEEE". También pueden obtenerse a pedido de IEEE o verse en http:// standards.ieee.org/IPR/disclaimers.html . 1. Información general Los usos de cargas no lineales conectadas a sistemas de energía eléctrica incluyen convertidores de energía estáticos, dispositivos de descarga de arco, dispositivos magnéticos saturados y, en menor grado, máquinas rotativas. Los convertidores de potencia estáticos de energía eléctrica son las cargas no lineales más grandes y se utilizan en la industria para una variedad de propósitos, como fuentes de alimentación electroquímicas, unidades de velocidad ajustable y fuentes de alimentación ininterrumpida. Estos dispositivos son útiles porque pueden convertir CA a CC, CC a CC, CC a CA y CA a CA. Las cargas no lineales cambian la naturaleza sinusoidal de la corriente de alimentación de CA (y, en consecuencia, la caída de tensión de CA), lo que da como resultado el flujo de corrientes armónicas en el sistema de alimentación de CA que pueden causar interferencias con los circuitos de comunicación y otros tipos de equipos. Estas corrientes armónicas también conducen a mayores pérdidas y calentamiento en numerosos dispositivos electromagnéticos (motores, transformadores, etc.). Cuando se utiliza la compensación de potencia reactiva, en forma de capacitores de mejora del factor de potencia, pueden ocurrir condiciones resonantes que pueden resultar en altos niveles de voltaje armónico y distorsión de corriente cuando la condición resonante ocurre en un armónico asociado con cargas no lineales. Las fuentes comunes de corrientes armónicas en los sistemas de potencia incluyen convertidores electrónicos de potencia, hornos de arco, sistemas VAR estáticos, inversores para generación distribuida, controladores de fase de CA, cicloconvertidores y convertidores de CA-CC (rectificadores) comúnmente utilizados en fuentes de alimentación de modo conmutado y ancho de pulso modulado. (PWM) accionamientos de motor. Cada uno de estos dispositivos productores de armónicos puede tener características de emisión de corriente armónica bastante consistentes a lo largo del tiempo o cada uno puede presentar una característica que varía ampliamente según el control del dispositivo, las características del sistema y otras variables. 1 Derechos de autor © 2014 IEEE. Reservados todos los derechos. Licencia de uso autorizada limitada a: Universidad Industrial de Santander. Descargado el 29 de junio de 2018 a las 19:31:32 UTC de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. Estándar IEEE 519-2014 Práctica recomendada y requisitos de IEEE para el control de armónicos en sistemas de energía eléctrica 1.1 Alcance Esta práctica recomendada establece objetivos para el diseño de sistemas eléctricos que incluyen cargas tanto lineales como no lineales. Se describen las formas de onda de voltaje y corriente que pueden existir en todo el sistema, y se establecen los objetivos de distorsión de forma de onda para el diseñador del sistema. La interfaz entre fuentes y cargas se describe como el punto de acoplamiento común y el cumplimiento de los objetivos de diseño minimizará la interferencia entre equipos eléctricos. Esta práctica recomendada aborda las limitaciones de estado estacionario. Se pueden encontrar condiciones transitorias que excedan estas limitaciones. Este documento establece la calidad de la potencia que se va a proporcionar en el punto de acoplamiento común. Este documento no cubre los efectos de la interferencia de radiofrecuencia; sin embargo, se ofrece orientación para los sistemas telefónicos alámbricos. 1.2 Propósito Esta práctica recomendada se utilizará como guía en el diseño de sistemas de potencia con cargas no lineales. Los límites establecidos son para el funcionamiento en estado estable y se recomiendan para las condiciones del "peor de los casos". Se pueden encontrar condiciones transitorias que excedan estos límites. En cualquier caso, los valores límite indicados en este documento son recomendaciones y no deben considerarse vinculantes en todos los casos. Debido a la naturaleza de las recomendaciones, existe cierto conservadurismo que puede no ser necesario en todos los casos. Esta práctica recomendada debe aplicarse en los puntos de interfaz entre los propietarios u operadores del sistema y los usuarios del sistema de potencia. Los límites en esta práctica recomendada están destinados a la aplicación en un punto de acoplamiento común (PCC) entre el propietario u operador del sistema y un usuario, donde el PCC generalmente se toma como el punto en el sistema de energía más cercano al usuario donde el propietario del sistema u operador podría ofrecer servicio a otro usuario. Con frecuencia, para el servicio a usuarios industriales (es decir, plantas de fabricación) a través de un transformador de servicio dedicado, el PCC se encuentra en el lado de alta tensión del transformador. Para usuarios comerciales (parques de oficinas, centros comerciales, etc.) alimentados a través de un transformador de servicio común, el PCC suele estar en el lado de BT del transformador de servicio. Los límites en esta práctica recomendada representan una responsabilidad compartida para el control de armónicos entre los propietarios u operadores del sistema y los usuarios. Los usuarios producen corrientes armónicas que fluyen a través del sistema del propietario o del operador del sistema, lo que genera armónicos de voltaje en los voltajes suministrados a otros usuarios. La cantidad de distorsión armónica de voltaje suministrada a otros usuarios es una función de los efectos agregados de las cargas productoras de corriente armónica de todos los usuarios y las características de impedancia del sistema de suministro. Se proporcionan límites de distorsión de voltaje armónico para reducir los posibles efectos negativos en el usuario y el equipo del sistema. El mantenimiento de voltajes armónicos por debajo de estos niveles requiere que ⎯ Todos los usuarios limitan sus emisiones de corriente armónica a valores razonables determinados de manera equitativa en función de la participación de propiedad inherente que cada usuario tiene en el sistema de suministro y ⎯ Cada propietario u operador del sistema toma medidas para disminuir los niveles de distorsión de voltaje modificando las características de impedancia del sistema de suministro según sea necesario. Para permitir que el propietario u operador del sistema controle las características de impedancia del sistema para reducir la distorsión de voltaje cuando sea necesario, los usuarios no deben agregar equipos pasivos que afecten la característica de impedancia de tal manera que aumenten las distorsiones de voltaje. En efecto, tales acciones por parte de un usuario podrían equivaler a producir una distorsión armónica de voltaje excesiva. Estas adiciones de equipos pasivos (que conducen a características de impedancia del sistema no deseadas) deben ser controladas por el usuario de la misma manera que los dispositivos que producen armónicos de corriente operados por el usuario. 2 Derechos de autor © 2014 IEEE. Reservados todos los derechos. Licencia de uso autorizada limitada a: Universidad Industrial de Santander. Descargado el 29 de junio de 2018 a las 19:31:32 UTC de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. Estándar IEEE 519-2014 Práctica recomendada y requisitos de IEEE para el control de armónicos en sistemas de energía eléctrica 2 Referencias normativas Los siguientes documentos de referencia son indispensables para la aplicación de este documento (es decir, deben ser entendidos y utilizados, por lo que cada documento de referencia se cita en el texto y se explica su relación con este documento). Para las referencias con fecha, sólo se aplica la edición citada. Para las referencias sin fecha, se aplica la última edición del documento de referencia (incluidas las enmiendas o correcciones). Norma IEC 61000-4-7, Guía general de medición e instrumentación de armónicos e interarmónicos, para sistemas de alimentación y equipos conectados a los mismos.1 Norma IEC 61000-4-30, Métodos de medición de la calidad de la energía. Norma IEC 61000-4-15, Técnicas de prueba y medición—Flickermeter—Especificaciones funcionales y de diseño. IEEE Std 1453™, Práctica recomendada de IEEE—Adopción de IEC 61000-4-15:2010, Compatibilidad electromagnética (EMC)—Técnicas de prueba y medición—Flickermeter—Especificaciones funcionales y de diseño.2 3. Definiciones A los efectos de este documento, se aplican los siguientes términos y definiciones. losDiccionario de estándares IEEE en líneadebe ser consultado para los términos no definidos en esta cláusula.3 armónico (componente):Un componente de orden mayor que uno de la serie de Fourier de una cantidad periódica. Por ejemplo, en un sistema de 60 Hz, el orden armónico 3, también conocido como "tercer armónico", es 180 Hz. interarmónico (componente):Un componente de frecuencia de una cantidad periódica que no es un múltiplo entero de la frecuencia a la que está operando el sistema de suministro (por ejemplo, 50 Hz o 60 Hz). producto de TI:La influencia inductiva expresada en términos del producto de la magnitud de corriente cuadrática media (I), en amperios, por su factor de influencia telefónica (TIF). producto kV-T:Influencia inductiva expresada en términos del producto de la magnitud de la tensión cuadrática media (V), en kilovoltios, por su factor de influencia telefónica (TIF). corriente de carga máxima demanda:Este valor de corriente se establece en el punto de acoplamiento común y debe tomarse como la suma de las corrientes correspondientes a la demanda máxima durante cada uno de los doce meses anteriores dividida por 12. muesca:Una perturbación de conmutación (u otra) en la forma de onda de tensión de alimentación normal, que dura menos de 0,5 ciclos, que inicialmente tiene polaridad opuesta a la forma de onda y, por lo tanto, se resta de la forma de onda normal en términos del valor máximo de la tensión de perturbación. Esto incluye la pérdida completa de voltaje por hasta 0.5 ciclos. 1Las publicaciones de IEC están disponibles en el Departamento de Ventas de la Comisión Electrotécnica Internacional, Case Postale 131, 3, rue de Varembé, CH-1211, Genève 20, Suiza/Suiza (http://www.iec.ch/). Las publicaciones de IEC también están disponibles en los Estados Unidos en el Departamento de Ventas, Instituto Nacional Estadounidense de Estándares, 25 West 43rd Street, 4th Floor, New York, NY 10036, USA (http:// www.ansi.org/). 2Las publicaciones de IEEE están disponibles en el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos, Inc., 445 Hoes Lane, Piscataway, NJ 08854, EE. UU. (http://normas.ieee.org/ ). La suscripción en línea al Diccionario de estándares IEEE está disponible en: http:// 3 www.ieee.org/portal/innovate/products/standard/standards_dictionary.html . 3 Derechos de autor © 2014 IEEE. Reservados todos los derechos. Licencia de uso autorizada limitada a: Universidad Industrial de Santander. Descargado el 29 de junio de 2018 a las 19:31:32 UTC de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. Estándar IEEE 519-2014 Práctica recomendada y requisitos de IEEE para el control de armónicos en sistemas de energía eléctrica profundidad de muesca:La profundidad promedio de la muesca de voltaje de línea de la onda sinusoidal de voltaje. área de muesca:El área de la muesca de voltaje de línea. Es el producto de la profundidad de la muesca, en voltios, por el ancho de la muesca medido en microsegundos. punto de acoplamiento común (PCC):Punto en un sistema de suministro de energía pública, eléctricamente más cercano a una carga en particular, en el cual otras cargas están, o podrían estar, conectadas. El PCC es un punto situado aguas arriba de la instalación considerada. número de pulso:El número total de conmutaciones no simultáneas sucesivas que ocurren dentro del circuito del convertidor durante cada ciclo cuando se opera sin control de fase. También es igual al orden del armónico principal en el voltaje directo, es decir, el número de pulsos presentes en el voltaje de salida de CC en un ciclo del voltaje de suministro. relación de cortocircuito:En una ubicación particular, la relación entre la corriente de cortocircuito disponible, en amperios, y la corriente de carga, en amperios. factor de influencia telefónica (TIF):Para una onda de voltaje o corriente en un circuito de suministro eléctrico, la relación de la raíz cuadrada de la suma de los cuadrados de los valores cuadráticos medios ponderados de todos los componentes de la onda sinusoidal (incluidas las ondas de corriente alterna tanto fundamentales como armónicas) al valor de la raíz cuadrada media (no ponderada) de toda la ola. distorsión de la demanda total (TDD):La relación de la raíz cuadrática media del contenido armónico, considerando los componentes armónicos hasta el orden 50 y excluyendo específicamente los interarmónicos, expresada como un porcentaje de la corriente de máxima demanda. Se pueden incluir componentes armónicos de orden superior a 50 cuando sea necesario. distorsión armónica total (THD):La relación de la raíz cuadrada media del contenido armónico, considerando los componentes armónicos hasta el orden 50 y excluyendo específicamente los interarmónicos, expresada como un porcentaje de la fundamental. Se pueden incluir componentes armónicos de orden superior a 50 cuando sea necesario. 4. Mediciones armónicas Con el fin de evaluar los niveles de armónicos para compararlos con los límites recomendados en este documento, cualquier instrumento utilizado debe cumplir con las especificaciones de IEC 61000-4-7 e IEC 61000-4-30. Las partes más relevantes de las especificaciones de IEC se resumen en 4.1 a 4.4. 4.1 Ancho de la ventana de medición El ancho de la ventana de medición utilizada por los instrumentos digitales que emplean técnicas de transformada discreta de Fourier debe ser de 12 ciclos (aproximadamente 200 ms) para sistemas de potencia de 60 Hz (10 ciclos para sistemas de potencia de 50 Hz). Con este ancho de ventana, los componentes espectrales estarán disponibles cada 5 Hz (p. ej., 0, 5, 10… 50, 55, 60, 65, 70,… Hz). A los efectos de este documento, se considera magnitud de componente armónico el valor a una frecuencia central (60, 120, 180, etc. y 50, 100, 150, etc. Hz para sistemas de potencia de 60 Hz y 50 Hz, respectivamente). ) combinado con los dos valores bin adyacentes de 5 Hz. Los tres valores se combinan en un solo valor rms que define la magnitud armónica para el componente de frecuencia central en particular. 4 Derechos de autor © 2014 IEEE. Reservados todos los derechos. Licencia de uso autorizada limitada a: Universidad Industrial de Santander. Descargado el 29 de junio de 2018 a las 19:31:32 UTC de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. Estándar IEEE 519-2014 Práctica recomendada y requisitos de IEEE para el control de armónicos en sistemas de energía eléctrica 4.2 Mediciones de armónicos de tiempo muy corto Los valores armónicos de tiempo muy corto se evalúan en un intervalo de 3 segundos en función de una agregación de 15 ventanas de ciclo consecutivas de 12 (10) para sistemas de energía de 60 (50) Hz. Los componentes de frecuencia individuales se agregan en base a un cálculo rms como se muestra en la Ecuación (1) dondeFrepresenta el voltaje (V) o actual (yo),norterepresenta el orden armónico, yies un contador simple. el subíndicecontrase usa para denotar "muy corto". En todos los casos,Frepresenta un valor rms. Fnorte,contra=2 115 15 F2 -i (1) norte,i =1 4.3 Mediciones de armónicos de corta duración Los valores armónicos de tiempo corto se evalúan en un intervalo de 10 minutos en base a una agregación de 200 valores consecutivos de tiempo muy corto para un componente de frecuencia específico. Los 200 valores se agregan en base a un cálculo rms como se muestra en la Ecuación (2) dondeFrepresenta el voltaje (V) o actual (yo),norte representa el orden armónico, yies un contador simple. el subíndiceshse utiliza para denotar "corto". En todos los casos,Frepresenta un valor rms. Fnorte,sh =2 1200 - 2 (2) 200 F(norte,contra),i i=1 4.4 Evaluación estadística Los valores armónicos de tiempo muy corto y corto deben acumularse durante períodos de un día y una semana, respectivamente. Para mediciones armónicas de tiempo muy corto, el 99elEl valor percentil (es decir, el valor que se excede durante el 1 % del período de medición) debe calcularse para cada período de 24 horas para compararlo con los límites recomendados en la cláusula 5. Para mediciones armónicas de tiempo corto, el 95ely 99ellos valores percentiles (es decir, aquellos valores que se superan durante el 5 % y el 1 % del período de medición) deben calcularse para cada período de 7 días para compararlos con los límites recomendados en la cláusula 5. Estas estadísticas deben usarse tanto para el voltaje como para la corriente. armónicos con la excepción de que el 99elNo se recomienda el uso del valor percentil de tiempo corto con armónicos de voltaje. 5. Límites armónicos recomendados Debido a que la gestión de armónicos en un sistema de potencia se considera una responsabilidad conjunta que involucra tanto a los usuarios finales como a los propietarios u operadores del sistema, se recomiendan límites de armónicos tanto para voltajes como para corrientes. Los valores recomendados en esta cláusula se basan en el hecho de que cierto nivel de distorsión de voltaje es 5 Derechos de autor © 2014 IEEE. Reservados todos los derechos. Licencia de uso autorizada limitada a: Universidad Industrial de Santander. Descargado el 29 de junio de 2018 a las 19:31:32 UTC de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. Estándar IEEE 519-2014 Práctica recomendada y requisitos de IEEE para el control de armónicos en sistemas de energía eléctrica generalmente aceptable y tanto los propietarios u operadores del sistema como los usuarios deben trabajar en conjunto para mantener la distorsión de voltaje real por debajo de los niveles objetables. La suposición subyacente de estos límites recomendados es que al limitar las inyecciones de corriente armónica por parte de los usuarios, la distorsión de voltaje puede mantenerse por debajo de niveles objetables. En el caso de que limitar las corrientes armónicas por sí sola no resulte en niveles aceptables de distorsión de voltaje, los propietarios u operadores del sistema deben tomar medidas para modificar las características del sistema para que los niveles de distorsión de voltaje sean aceptables. Los niveles de distorsión de voltaje aceptables forman la base de los límites de voltaje armónico en 5.1. Los límites recomendados en esta cláusula se aplican solo en el punto de acoplamiento común y no deben aplicarse a equipos individuales o en ubicaciones dentro de las instalaciones de un usuario. En la mayoría de los casos, los voltajes y corrientes armónicos en estas ubicaciones podrían ser significativamente mayores que los límites recomendados en el PCC debido a la falta de diversidad, cancelación y otros fenómenos que tienden a reducir los efectos combinados de múltiples fuentes armónicas a niveles debajo de su suma algebraica. 5.1 Límites recomendados de tensión armónica En el PCC, los propietarios u operadores del sistema deben limitar los armónicos de voltaje de línea a neutro de la siguiente manera: ⎯ Diario 99elLos valores del percentil de tiempo muy corto (3 s) deben ser inferiores a 1,5 veces los valores dados en la Tabla ⎯ Semanal 95elLos valores percentiles de tiempo corto (10 min) deben ser menores que los valores dados en la Tabla 1. 1. Todos los valores deben estar en porcentaje del voltaje de frecuencia de potencia nominal en el PCC. La Tabla 1 se aplica a los armónicos de tensión cuyas frecuencias son múltiplos enteros de la frecuencia de la red. Tabla 1—Límites de distorsión de voltaje Individual armónico total Tensión de busVen PCC armónico (%) distorsión THD (%) V≤ 1,0 kV 5.0 8.0 1 kV <V≤ 69 kV 3.0 5.0 aLos 69 kV <V≤ 161 kV 1.5 2.5 161 kV <V 1.0 1.5a sistemas de alta tensión pueden tener hasta un 2,0% de THD donde la causa es un terminal HVDC cuyos efectos se habrán atenuado en los puntos de la red donde puedan conectarse los futuros usuarios. La información sobre los límites interarmónicos de voltaje se proporciona en el Anexo A y se basa en el parpadeo de la lámpara evaluado mediante la técnica de medición descrita en IEEE Std 1453 e IEC 61000-4-15. La información del Anexo A no se basa en los efectos de los interarmónicos en otros equipos y sistemas, como sistemas mecánicos de generadores, motores, transformadores, sistemas de señalización y comunicación y filtros. Se debe dar la debida consideración a estos efectos y se deben desarrollar límites de corriente interarmónicos apropiados a partir de la información en el Anexo A caso por caso utilizando el conocimiento específico del sistema de suministro, las cargas de usuario conectadas y las disposiciones para futuros usuarios. 5.2 Límites de distorsión de corriente recomendados para sistemas con capacidad nominal de 120 V a 69 kV Los límites en esta subcláusula se aplican a usuarios conectados a sistemas donde el voltaje nominal en el PCC es de 120 V a 69 kV. En el PCC, los usuarios deben limitar sus corrientes armónicas de la siguiente manera: 6 Derechos de autor © 2014 IEEE. Reservados todos los derechos. Licencia de uso autorizada limitada a: Universidad Industrial de Santander. Descargado el 29 de junio de 2018 a las 19:31:32 UTC de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. Estándar IEEE 519-2014 Práctica recomendada y requisitos de IEEE para el control de armónicos en sistemas de energía eléctrica ⎯ Diario 99elEl percentil de corrientes armónicas de tiempo muy corto (3 s) debe ser inferior a 2,0 veces los valores ⎯ Semanal 99elLas corrientes armónicas percentiles de corta duración (10 min) deben ser inferiores a 1,5 veces los valores dados en la Tabla 2. proporcionados en la Tabla 2. ⎯ Semanal 95elLas corrientes armónicas percentiles de corta duración (10 min) deben ser menores que los valores dados en la Tabla 2. Todos los valores deben estar en porcentaje de la demanda máxima de corriente,yoL. Este valor de corriente se establece en el PCC y debe tomarse como la suma de las corrientes correspondientes a la máxima demanda durante cada uno de los doce meses anteriores dividida por 12. La Tabla 2 aplica para corrientes armónicas cuyas frecuencias son múltiplos enteros de la frecuencia de la red. Tabla 2—Límites de distorsión de corriente para sistemas clasificados de 120 V a 69 kV Distorsión de corriente armónica máxima en porcentaje deyoL Orden armónico individual (armónicos impares)un, b 17 ≤h<23 23 ≤h<35 35 ≤h≤ 50 TDD < 20C 4.0 2.0 1.5 0.6 0.3 5.0 20 < 50 7.0 3.5 2.5 1.0 0.5 8.0 50 < 100 10.0 4.5 4.0 1.5 0.7 12.0 100 < 1000 12.0 5.5 5.0 2.0 1.0 15.0 > 1000 15.0 7.0 6.0 2.5 1.4 20.0 yoCAROLINA DEL SUR/yoL aLos bNo 3 ≤h<11 11≤h<17 armónicos pares están limitados al 25% de los límites de armónicos impares anteriores. se permiten distorsiones de corriente que resulten en una compensación de CC, por ejemplo, convertidores de media onda. CTodo el equipo de generación de energía está limitado a estos valores de distorsión actual, independientemente de la actual yoCarolina del Sur/yol dónde yoCarolina del Sur= corriente máxima de cortocircuito en el PCC yoL= demanda máxima de corriente de carga (componente de frecuencia fundamental) en el PCC en condiciones normales de funcionamiento con carga Para los componentes de corriente interarmónicos con frecuencias que no son múltiplos enteros de la frecuencia de alimentación, los usuarios deben limitar los componentes a niveles suficientemente bajos para no producir efectos no deseados en el sistema de alimentación y el equipo conectado. Los valores límite y los índices estadísticos apropiados deben desarrollarse caso por caso a partir de la orientación del Anexo A y considerando las características específicas del sistema de suministro, las cargas de los usuarios conectados y las disposiciones para otros usuarios. 5.3 Límites de distorsión de corriente recomendados para sistemas clasificados nominalmente por encima de 69 kV a 161 kV Los límites en esta subcláusula se aplican a usuarios conectados a sistemas donde el voltaje nominalVen el PCC es de 69 kV <V≤ 161 kV. En el PCC, los usuarios deben limitar sus corrientes armónicas de la siguiente manera: ⎯ Diario 99elEl percentil de corrientes armónicas de tiempo muy corto (3 s) debe ser inferior a 2,0 veces los valores dados en la Tabla 3. 7 Derechos de autor © 2014 IEEE. Reservados todos los derechos. Licencia de uso autorizada limitada a: Universidad Industrial de Santander. Descargado el 29 de junio de 2018 a las 19:31:32 UTC de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. Estándar IEEE 519-2014 Práctica recomendada y requisitos de IEEE para el control de armónicos en sistemas de energía eléctrica ⎯ Semanal 99elLas corrientes armónicas percentiles de corta duración (10 min) deben ser inferiores a 1,5 veces los valores proporcionados en la Tabla 3. ⎯ Semanal 95elLas corrientes armónicas percentiles de corta duración (10 min) deben ser menores que los valores dados en la Tabla 3. Todos los valores deben estar en porcentaje de la demanda máxima de corriente,yoL. Este valor de corriente se establece en el PCC y debe tomarse como la suma de las corrientes correspondientes a la máxima demanda durante cada uno de los doce meses anteriores dividida por 12. La Tabla 3 aplica para corrientes armónicas cuyas frecuencias son múltiplos enteros de la frecuencia de la red. Tabla 3—Límites de distorsión de corriente para sistemas clasificados por encima de 69 kV a 161 kV Distorsión de corriente armónica máxima en porcentaje deyoL Orden armónico individual (armónicos impares)un, b yoCarolina del Sur/yoL 3≤h<11 11≤h<17 17≤h<23 23 ≤h<35 35≤h≤50 TDD < 20C 2.0 1.0 0.75 0.3 0.15 2.5 20 < 50 3.5 1.75 1.25 0.5 0.25 4.0 50 < 100 5.0 2.25 2.0 0.75 0.35 6.0 100 < 1000 6.0 2.75 2.5 1.0 0.5 7.5 > 1000 7.5 3.5 3.0 1.25 0.7 10.0 aLos bNo armónicos pares están limitados al 25% de los límites de armónicos impares anteriores. se permiten distorsiones de corriente que resulten en una compensación de CC, por ejemplo, convertidores de media onda. CTodo el equipo de generación de energía está limitado a estos valores de distorsión actual, independientemente de la actual yoCarolina del Sur/yol dónde yoCarolina del Sur= corriente máxima de cortocircuito en el PCC yoL= demanda máxima de corriente de carga (componente de frecuencia fundamental) en el PCC en condiciones normales de funcionamiento con carga Para los componentes de corriente interarmónicos con frecuencias que no son múltiplos enteros de la frecuencia de alimentación, los usuarios deben limitar los componentes a niveles suficientemente bajos para no producir efectos no deseados en el sistema de alimentación y el equipo conectado. Los valores límite y los índices estadísticos apropiados deben desarrollarse caso por caso a partir de la orientación del Anexo A y considerando las características específicas del sistema de suministro, las cargas de los usuarios conectados y las disposiciones para otros usuarios. 5.4 Límites de distorsión de corriente recomendados para sistemas nominalmente superiores a 161 kV Los límites en esta subcláusula se aplican a usuarios conectados a sistemas generales de transmisión donde el voltaje nominalVen el PCC es superior a 161 kV. En el PCC, los usuarios deben limitar sus corrientes armónicas de la siguiente manera: ⎯ Diario 99elEl percentil de corrientes armónicas de tiempo muy corto (3 s) debe ser inferior a 2,0 veces los valores ⎯ Semanal 99elLas corrientes armónicas percentiles de corta duración (10 min) deben ser inferiores a 1,5 veces los valores dados en la Tabla 4. proporcionados en la Tabla 4. ⎯ Semanal 95elLas corrientes armónicas percentiles de corta duración (10 min) deben ser menores que los valores dados en la Tabla 4. 8 Derechos de autor © 2014 IEEE. Reservados todos los derechos. Licencia de uso autorizada limitada a: Universidad Industrial de Santander. Descargado el 29 de junio de 2018 a las 19:31:32 UTC de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. Estándar IEEE 519-2014 Práctica recomendada y requisitos de IEEE para el control de armónicos en sistemas de energía eléctrica Todos los valores deben estar en porcentaje de la demanda máxima de corriente,yoL. Este valor de corriente se establece en el PCC y debe tomarse como la suma de las corrientes correspondientes a la demanda máxima durante cada uno de los doce meses anteriores dividida por 12. La Tabla 4 aplica para corrientes armónicas cuyas frecuencias son múltiplos enteros de la frecuencia de la red. Tabla 4—Límites de distorsión de corriente para sistemas clasificados > 161 kV Distorsión de corriente armónica máxima en porcentaje deyoL Orden armónico individual (armónicos impares)un, b yoCarolina del Sur/yoL 3 ≤h<11 11 ≤h<17 17 ≤h<23 23 ≤h<35 35 ≤h≤ 50 TDD < 25C 1.0 0.5 0.38 0.15 0.1 1.5 25 < 50 2.0 1.0 0.75 0.3 0.15 2.5 ≥ 50 3.0 1.5 1.15 0,45 0.22 3.75 aLos bNo armónicos pares están limitados al 25% de los límites de armónicos impares anteriores. se permiten distorsiones de corriente que resulten en una compensación de CC, por ejemplo, convertidores de media onda. CTodo el equipo de generación de energía está limitado a estos valores de distorsión actual, independientemente de la actualyo yol Carolina del Sur/ dónde yoCarolina del Sur= corriente máxima de cortocircuito en el PCC yoL= demanda máxima de corriente de carga (componente de frecuencia fundamental) en el PCC en condiciones normales de funcionamiento con carga Para los componentes de corriente interarmónicos con frecuencias que no son múltiplos enteros de la frecuencia de la red, los usuarios deben limitar los componentes a niveles suficientemente bajos para no producir efectos no deseados en el sistema de potencia y el equipo conectado. Los valores límite y los índices estadísticos apropiados deben desarrollarse caso por caso a partir de la orientación del Anexo A y considerando las características específicas del sistema de suministro, las cargas de los usuarios conectados y las disposiciones para otros usuarios. 5.5 Recomendaciones para aumentar los límites de corriente armónica Se recomienda que los valores proporcionados en la Tabla 2, la Tabla 3 y la Tabla 4 se aumenten por un factor multiplicador cuando un usuario tome medidas para reducir los armónicos de orden inferior. Los multiplicadores dados en la segunda columna de la Tabla 5 son aplicables cuando se toman medidas para reducir los órdenes armónicos dados en la primera columna. Tabla 5—Multiplicadores recomendados para aumentos en los límites de corriente armónica Órdenes de armónicos limitadas al 25% de los valores dado en la Tabla 2, Tabla 3 y Tabla 4 Multiplicador 5, 7 1.4 5,7,11,13 1.7 5,7,11,13,17,19 2.0 5,7,11,13,17,19,23,25 2.2 ↓ ↓ 9 Derechos de autor © 2014 IEEE. Reservados todos los derechos. Licencia de uso autorizada limitada a: Universidad Industrial de Santander. Descargado el 29 de junio de 2018 a las 19:31:32 UTC de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. Estándar IEEE 519-2014 Práctica recomendada y requisitos de IEEE para el control de armónicos en sistemas de energía eléctrica Los multiplicadores en la Tabla 5 se pueden obtener como se muestra en la Ecuación (3) dondepagses el orden de pulso de un convertidor basado en rectificador trifásico (pags=6, 12, 18, 24, etc.). Estos convertidores producen corrientes armónicas dominantes o características en órdenes depags(norte± 1), dondenortees un simple contador,norte=1, 2, 3, etc., y magnitudes de corriente significativamente más bajas en otros órdenes. Sin embargo, los multiplicadores recomendados en la Tabla 3 se aplican independientemente del método utilizado para reducir los armónicos que se considerarían "armónicos no característicos" para unpags- convertidor de impulsos siempre que todos los "armónicos no característicos", incluidos los armónicos de orden par, se mantengan por debajo del 25 % de los valores límite indicados en la Tabla 2, la Tabla 3 o la Tabla 4, según corresponda. multiplicador = pags 6 (3) 10 Derechos de autor © 2014 IEEE. Reservados todos los derechos. Licencia de uso autorizada limitada a: Universidad Industrial de Santander. Descargado el 29 de junio de 2018 a las 19:31:32 UTC de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. Estándar IEEE 519-2014 Práctica recomendada y requisitos de IEEE para el control de armónicos en sistemas de energía eléctrica Anexo A (informativo) Límites de voltaje interarmónico basados en parpadeo Para los componentes interarmónicos que no son múltiplos enteros de la frecuencia de la red, los propietarios u operadores del sistema pueden limitar la frecuencia semanal de 95elpercentiles de voltajes armónicos de corto tiempo a los valores que se muestran gráficamente en la Figura A-1 hasta 120 Hz para sistemas de 60 Hz. Dependiendo del nivel de voltaje, los límites de armónicos enteros en la Tabla 1 pueden ser más restrictivos y deben usarse. Las partes del rango de 0 a 120 Hz donde los límites de armónicos enteros de la Tabla 1 son más restrictivos están debidamente rotulados en la Figura A-1. Los valores numéricos correspondientes a la Figura A-1 se dan en la Tabla A-1 para voltajes en el PCC menores a 1 kV. Es importante reconocer que los límites interarmónicos de voltaje sugeridos se basan en el parpadeo de la lámpara evaluado mediante la técnica de medición descrita en IEEE Std 1453 e IEC 61000-4-15. Estos límites interarmónicos de voltaje se correlacionan con un valor Pst de intensidad de parpadeo a corto plazo igual a 1,0 para sistemas de 60 Hz; Se pueden derivar valores límite diferentes (pero similares) para sistemas de 50 Hz. Los límites recomendados en la Figura A-1 no se basan en los efectos de los interarmónicos en otros equipos y sistemas, como sistemas mecánicos de generadores, motores, transformadores, sistemas de señalización y comunicación y filtros. Se debe prestar la debida consideración a estos efectos y se deben desarrollar límites de corriente interarmónicos apropiados caso por caso utilizando el conocimiento específico del sistema de suministro, las cargas de usuario conectadas y las disposiciones para usuarios futuros. No hay límite en el componente de 60 Hz en la Figura A-1. El máximo del 5% se aplica a los componentes de frecuencia muy cerca (pero no igual a) 60 Hz. 6 V≤1kV V≤1kV 4 1 kV<V≤69 kV 1 kV<V≤69 kV 3 69 kV<V≤161 kV 69 kV<V≤161 kV V>161 kV 1 V>161 kV todos todos voltajes voltajes 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 0 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120 2 sesenta y cinco Voltaje (% del nominal) 5 Frecuencia (Hz) Figura A-1—Límites de voltaje interarmónico basados en parpadeo para frecuencias de hasta 120 Hz para Sistemas de 60 Hz 11 Derechos de autor © 2014 IEEE. Reservados todos los derechos. Licencia de uso autorizada limitada a: Universidad Industrial de Santander. Descargado el 29 de junio de 2018 a las 19:31:32 UTC de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. Estándar IEEE 519-2014 Práctica recomendada y requisitos de IEEE para el control de armónicos en sistemas de energía eléctrica Tabla A-1—Límites interarmónicos de voltaje correspondientes a la Figura A-1 para voltaje PCC menos de 1kVun, b Frecuencia (Hz) dieciséis 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 Magnitud (%) 5.00 4.50 3.90 3.45 3.00 2.77 2.53 2.30 2.15 2.03 1,90 Frecuencia (Hz) 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 Magnitud Frecuencia (%) 1.78 1.64 1.54 1.43 1.33 1.26 1.20 1.13 1.05 0,95 0.85 (Hz) 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 Magnitud (%) 0.81 0.78 0.71 0,64 0.57 0.50 0.48 0.43 0.38 0.34 0.31 Frecuencia (Hz) 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 Magnitud (%) 0.28 0.25 0.23 0.25 0.27 0.29 0.35 0.40 0.58 0.77 0,95 aLos valores para frecuencias superiores a 60 (pero inferiores a 120) Hz son idénticos a los que se dan en esta tabla, excepto que la frecuencia de interés debe restarse de 120 Hz antes de leer el valor correspondiente. Por ejemplo, el límite de voltaje interarmónico para 61 Hz es igual al que se indica en la tabla para 120 – 61 = 59 Hz, que es 0,95 %. bLa resolución de frecuencia en la Tabla A-1 es de 1 Hz. La resolución disponible usando los métodos recomendados en la Cláusula 4 es de 5 Hz. Puede ser necesaria instrumentación especial a convenir en el momento de su uso, para obtener una resolución de 1 Hz. 12 Derechos de autor © 2014 IEEE. Reservados todos los derechos. Licencia de uso autorizada limitada a: Universidad Industrial de Santander. Descargado el 29 de junio de 2018 a las 19:31:32 UTC de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. Estándar IEEE 519-2014 Práctica recomendada y requisitos de IEEE para el control de armónicos en sistemas de energía eléctrica Anexo B (informativo) Factor de influencia telefónica (TIF) La ponderación TIF es una combinación de la característica de ponderación del mensaje C, que explica el efecto relativo de interferencia de varias frecuencias en la banda de voz (incluida la respuesta del teléfono y el oído), y un capacitor, que proporciona una ponderación que es directamente proporcional a la frecuencia para tener en cuenta la supuesta función de acoplamiento. TIF es una cantidad adimensional que es indicativa de la forma de onda y no de la amplitud y está dada por la Ecuación (B.1). TIF =--(X - ⋅ W)2X - (B.1) norte norte dónde X Xnorte = voltaje o corriente rms total = corriente rms de frecuencia única o voltaje a la frecuencia correspondiente al armónico Wnorte = ponderación TIF de frecuencia única en la frecuencia correspondiente al orden armóniconorte ordenarnorte En la práctica, la interferencia telefónica suele expresarse como un producto de la corriente y el TIF, es decir, laESO producto, donde elyoes la corriente rms en amperios yTes TIF calculado en la Ecuación (B.1). Alternativamente, a veces se expresa como un producto del voltaje y la ponderación TIF, donde el voltaje está en rms kV, es decir, elkV-Tproducto. Los valores de ponderación de frecuencia única, basados en la ponderación de mensajes C de 1960, se enumeran en la Tabla B-1. La interpolación lineal puede usarse según sea necesario en la Tabla B-1. Tabla B-1—Valores de ponderación (WF) FRECUENCIA 60 180 300 360 420 540 660 720 780 900 1000 WF FRECUENCIA 0.5 30 225 400 650 1320 2260 2760 3360 4350 5000 1020 1080 1140 1260 1380 1440 1500 1620 1740 1800 WF 5100 5400 5630 6050 6370 6560 6680 6970 7320 7570 FRECUENCIA 1860 1980 2100 2160 2220 2340 2460 2580 2820 2940 WF 7820 8330 8830 9080 9330 9840 10340 10600 10210 9820 FRECUENCIA 3000 3180 3300 3540 3660 3900 4020 4260 4380 5000 WF 9670 8740 8090 6730 6130 4400 3700 2750 2190 840 B.1 Directrices paraESOproducto La Tabla B-2 proporciona datos representativosESOlineamientos para sistemas de distribución que operen a voltajes menores (o iguales) a 34.5 kV donde es más probable el uso conjunto de instalaciones, particularmente postes y estructuras, involucrando a empresas de energía eléctrica y de telefonía/comunicaciones. Estas pautas no deben considerarse como límites recomendados debido a la amplia gama de variabilidad en el sistema y el equipo. 13 Derechos de autor © 2014 IEEE. Reservados todos los derechos. Licencia de uso autorizada limitada a: Universidad Industrial de Santander. Descargado el 29 de junio de 2018 a las 19:31:32 UTC de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. Estándar IEEE 519-2014 Práctica recomendada y requisitos de IEEE para el control de armónicos en sistemas de energía eléctrica compatibilidad que se encuentra en la práctica. El uso de categorías es solo con fines ilustrativos y se proporciona en caso de que sea deseable evaluar o comparar los potenciales de interferencia en múltiples áreas de un sistema eléctrico en particular. Tabla B-2—ESOdirectrices para los sistemas de distribucióna Categoría yo II tercero Descripción ESO Niveles con menor probabilidad de causar interferencia Hasta 10 000b Niveles que pueden causar interferencia 10 000 hasta 25 000 Niveles que probablemente causarán interferencia Más de 25 000 aEstos valores deESOproducto son para circuitos con exposición entre sistemas aéreos, tanto de energía como de teléfono. Dentro de una planta industrial o edificio comercial, la exposición entre los cables de distribución de energía y las líneas telefónicas con pares trenzados es extremadamente baja y normalmente no se encuentran interferencias; el uso de cables de fibra óptica para comunicaciones prácticamente elimina toda la preocupación. b Para algunas áreas que utilizan un retorno a tierra para circuitos telefónicos o de energía, este valor puede ser tan bajo como 1500. 14 Derechos de autor © 2014 IEEE. Reservados todos los derechos. Licencia de uso autorizada limitada a: Universidad Industrial de Santander. Descargado el 29 de junio de 2018 a las 19:31:32 UTC de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. Estándar IEEE 519-2014 Práctica recomendada y requisitos de IEEE para el control de armónicos en sistemas de energía eléctrica Anexo C (informativo) Límites en muescas de conmutación C.1 Límites recomendados en muescas de conmutación La profundidad de la muesca y el área de la muesca del voltaje de línea a línea en el PCC deben limitarse como se muestra en la Tabla C-1. Tabla C-1—Límites recomendados en muescas de conmutación Profundidad de muesca Área de muesca (Anorte)discos compactos aLas Especial General Dedicado aplicacionesa sistema sistemab 10% 20% 50% 16400 22800 36500 aplicaciones especiales incluyen hospitales y aeropuertos. bUn sistema dedicado abastece exclusivamente a un usuario específico o carga de usuario. CEn voltios-microsegundos a tensión y corriente nominales. dLos valores paraAnortehan sido desarrollados para sistemas de 480 V. Es necesario multiplicar los valores dados por V/480 para la aplicación en todos los demás voltajes. Estos límites se recomiendan para sistemas de bajo voltaje en los que el área de muesca se mide fácilmente en un osciloscopio o monitor de calidad de energía con capacidad de osciloscopio. En el caso de que la medición directa no sea posible, las simulaciones detalladas que incluyen modelos avanzados del sistema de suministro y las cargas pueden proporcionar formas de onda aproximadas que pueden usarse en lugar de las mediciones del osciloscopio. Las variables relevantes para usar en la Tabla C-1 se definen en la Figura C-1. 15 Derechos de autor © 2014 IEEE. Reservados todos los derechos. Licencia de uso autorizada limitada a: Universidad Industrial de Santander. Descargado el 29 de junio de 2018 a las 19:31:32 UTC de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. Estándar IEEE 519-2014 Práctica recomendada y requisitos de IEEE para el control de armónicos en sistemas de energía eléctrica % profundidad de muesca = d/vx 100 d Anorte= td = μ seg * voltios t = μ seg Figura C-1—Definición de profundidad de muesca y área de muesca dieciséis Derechos de autor © 2014 IEEE. Reservados todos los derechos. Licencia de uso autorizada limitada a: Universidad Industrial de Santander. Descargado el 29 de junio de 2018 a las 19:31:32 UTC de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. Estándar IEEE 519-2014 Práctica recomendada y requisitos de IEEE para el control de armónicos en sistemas de energía eléctrica Anexo D (informativo) Bibliografía Las referencias bibliográficas son recursos que brindan material adicional o útil, pero no es necesario comprenderlos ni utilizarlos para implementar este estándar. La referencia a estos recursos se hace únicamente con fines informativos. [B1] IEEE Std C57.110™-1986, Práctica recomendada de IEEE para establecer la capacidad del transformador cuando se suministra corriente de carga no sinusoidal.4, 5 [B2] IEEE Std 18™-1992, estándar IEEE para capacitores de potencia en derivación. [B3] IEEE Std 368™-1977 (Retirado), Práctica recomendada de IEEE para la medición de electricidad Rendimiento del filtro de armónicos y ruido de los sistemas de corriente continua de alto voltaje.6 [B4] IEEE Std 1100™-2005, Práctica recomendada de IEEE para la alimentación y puesta a tierra de equipos electrónicos. [B5] IEEE Std 1159™-2009, Práctica recomendada de IEEE para monitorear la calidad de la energía [B6] eléctrica. IEEE Std 1531™-2003, Guía IEEE para la aplicación y especificación de filtros armónicos. 4Las publicaciones de IEEE están disponibles en el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos, Inc., 445 Hoes Lane, Piscataway, NJ 08854, EE. UU. (http://normas.ieee.org/ ). 5Los estándares IEEE o los productos a los que se hace referencia en esta cláusula son marcas registradas del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos, Inc. IEEE Std C57.110-1986 ha sido retirado; sin embargo, se pueden obtener copias de Global Engineering, 15 Inverness Way East, Englewood, CO 80112-5704, EE. UU., tel. (303) 792-2181 (http://global.ihs.com/). 6 17 Derechos de autor © 2014 IEEE. Reservados todos los derechos. Licencia de uso autorizada limitada a: Universidad Industrial de Santander. Descargado el 29 de junio de 2018 a las 19:31:32 UTC de IEEE Xplore. Se aplican restricciones.
