IEEE y Práctica Recomendada Requisitos para el Control de armónicos en Sistemas de Energía Eléctrica IEEE Poder y Sociedad de Energía Patrocinado por el Comité de Transmisión y Distribución IEEE 3 Park Avenue IEEE Std 519 ™ -2014 Nueva York, NY 10016-5997 (Revisión de IEEE Std 519-1992) EE.UU. uso bajo licencia autorizada limitan a: Universidad de San Pablo. Descargado de septiembre 30,2015 en 17:59:00 GMT de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. IEEE Std 519 ™ -2014 (Revisión de IEEE Std 519-1992) uso bajo licencia autorizada limitan a: Universidad de San Pablo. Descargado de septiembre 30,2015 en 17:59:00 GMT de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. IEEE Práctica y requisitos para el control de armónicos en sistemas de energía eléctrica Recomendado Patrocinador Comité de Transmisión y Distribución de la IEEE Power y Energy Society Aprobó 27 de marzo de 2014 Consejo de Normas IEEE-SA Abstracto:Objetivos para el diseño de sistemas eléctricos que incluyen tanto las cargas lineales y no lineales se establecen en esta práctica recomendada. Las formas de onda de tensión y corriente que pueda existir en todo el sistema se describen, y se establecen los objetivos de distorsión de forma de onda para el diseñador del sistema. La interfaz entre las fuentes y cargas se describe como el punto de acoplamiento común y la observancia de los objetivos de diseño reducirá la interferencia entre el equipo eléctrico. Esta práctica recomendada aborda las limitaciones de estado estable. condiciones transitorias que superen estas limitaciones se pueden encontrar. Este documento establece la calidad de la energía que se va a proporcionar en el punto de acoplamiento común. Este documento no cubre los efectos de la interferencia de radiofrecuencia; Sin embargo, la orientación se ofrece para los sistemas de telefonía por cable. palabras clave: armónicos, IEEE 519 ™, calidad de la energía • El Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos, Inc. 3 Park Avenue, Nueva York, NY 10016 a 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 Patentes y Marcas de los Estados Unidos, propiedad del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos, Incorporated. uso bajo licencia autorizada limitan a: Universidad de San Pablo. Descargado de septiembre 30,2015 en 17:59:00 GMT de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. PDF: ISBN 978-0-7381-9005-1 STD98587 Imprimir: ISBN 978-0-7381-9006-8 STDPD98587 IEEE prohíbe la discriminación, el acoso y la intimidación. Para más información visite http://www.ieee.org/web/aboutus/whatis/policies/p9-26.html. Ninguna parte de esta publicación puede ser reproducida en cualquier forma, en un sistema de recuperación electrónica o de otra manera, sin la previa autorización por escrito del editor. Avisos importantes y renuncia de responsabilidades relativas a los documentos IEEE Standards IEEE documentos se ponen a disposición para su uso con sujeción a los avisos importantes y avisos legales. Estos avisos y renuncias, o una referencia a esta página, aparecen en todas las normas y pueden encontrarse bajo el título “Aviso Importante” o “Avisos importantes y renuncia de responsabilidades relativas a los documentos IEEE Standards”. 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Descargado de septiembre 30,2015 en 17:59:00 GMT de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. El proceso de consenso IEEE consiste en la revisión de documentos en Inglés solamente. En el caso de que un estándar IEEE se traduce, sólo la versión Inglés publicado por IEEE debería ser considerado como el estándar IEEE aprobado. Las declaraciones oficiales Una declaración, escrita u oral, que no se procesa de acuerdo con el Manual de IEEE-SA Operaciones Standards Board no se considerarán o inferidos a ser la posición oficial del IEEE o cualquiera de sus comités y no deberá ser considerada, o sea confiarse en ella como, una posición formal de IEEE. En conferencias, simposios, seminarios o cursos de formación, un individuo que presenta información sobre los estándares IEEE deberá dejar claro que sus opiniones deben ser consideradas las opiniones personales de ese individuo en lugar de la posición formal del IEEE. Los comentarios sobre las normas Comentarios de revisión de documentos estándares IEEE son bienvenidos de cualquier parte interesada, sin importar la afiliación de miembros con los estándares IEEE. Sin embargo, IEEE no proporciona información de consultoría o asesoramiento relativos a los documentos estándares IEEE. Sugerencias para cambios en los documentos deben estar en la forma de una propuesta de cambio de texto, junto con las observaciones de apoyo adecuados. Dado que los estándares IEEE representan un consenso de los intereses involucrados, es importante que las respuestas a las observaciones y preguntas también reciben la concurrencia de un equilibrio de intereses. Por esta razón, IEEE y los miembros de sus sociedades y comités de coordinación de las normas no son capaces de proporcionar una respuesta inmediata a los comentarios o preguntas excepto en aquellos casos en que el asunto ha sido previamente tratados. 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Un documento oficial del IEEE en cualquier punto en el tiempo consiste en la edición actual del documento junto con las modificaciones, correcciones o erratas vigentes en ese momento. Cada estándar IEEE es sometido a revisión al menos cada diez años. Cuando un documento es más de diez años de edad y no ha sido sometido a un proceso de revisión, es razonable concluir que su contenido, aunque todavía de algún valor, no en su totalidad reflejar el estado actual de la técnica. Se advierte a los usuarios a comprobar para determinar que tienen la última edición de cualquier norma IEEE. Con el fin de determinar si un documento dado es la edición actual y si se ha modificado mediante la emisión de enmiendas, correcciones, o erratas, visite el sitio web del IEEE-SA a http://ieeexplore.ieee.org/xpl/standards.jsp o ponerse en contacto con IEEE a la dirección indicada anteriormente. Para obtener más información sobre el desarrollo de estándares IEEE proceso de IEEE SA o, visite el sitio web del IEEE-SA ahttp://standards.ieee.org. Errata Erratas, en su caso, para todos los estándares IEEE se puede acceder en el sitio web del IEEE-SA en la siguiente URL: http://standards.ieee.org/findstds/errata/index.html. Se anima a los usuarios a comprobar esta URL para erratas periódicamente. patentes Se llama la atención a la posibilidad de que la aplicación de esta norma puede requerir el uso de la materia cubierta por derechos de patente. Por la publicación de esta norma, no posición es tomada por el IEEE con respecto a la existencia o validez de los derechos de patentes en relación con la misma. Si un solicitante titular de la patente o patente ha presentado una declaración de fiabilidad a través de una carta Aceptado de Aseguramiento, entonces la declaración aparece en el sitio web del IEEE-SA ahttp://standards.ieee.org/about/sasb/patcom/patents.html. Cartas de garantía podrán indicar si el Peticionario está dispuesto o no está dispuesto a conceder licencias de acuerdo con los derechos de patente sin compensación o debajo de un precio razonable, con los términos y condiciones razonables que puedan demostrarse exentas de cualquier discriminación injusta a los solicitantes que deseen obtener tales licencias. pueden existir reivindicaciones de patente esenciales para los cuales no se ha recibido una carta de garantía. El IEEE no es responsable de identificar demandas de patente para la que se puede requerir una licencia, para la realización de investigaciones sobre la validez jurídica o el alcance de las patentes de Reclamaciones, o determinar si alguno de los términos de licencia o condiciones previstas en relación con la presentación de una carta de garantía, si los hubiere, o en cualesquiera acuerdos de licencia son razonables o no discriminatorio. Los usuarios de esta norma se advierte expresamente que la determinación de la validez de los derechos de patente, y el riesgo de lesión de sus derechos, es enteramente su propia responsabilidad. Más información se puede obtener de la Asociación de Estándares del IEEE. uso bajo licencia autorizada limitan a: Universidad de San Pablo. Descargado de septiembre 30,2015 en 17:59:00 GMT de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. Participantes En el momento en que se completó la práctica recomendada de IEEE, el Grupo de Trabajo de armónicos tenía los siguientes miembros: Marcos Halpin, Silla Reuben Burch Jim Burke Randy Collins Doug Dorr Russell Ehrlich Thomas gentil David Gilmer Daryl Hallmark Dennis Hansen Fred Hensley Randy Horton Bill Howe John Kennedy Albert Keri Roberto Langella Theo Laughner Mike Lowenstein Alex McEachern Marcos McGranaghan Chris Melhorn William Moncrief David Marty Mueller página Paulo Ribeiro Daniel Sabin Bob Santa Surya Santoso Ken Sedziol Harish Sharma Jeff Smith Nicholas Smith Mike Swearingen Steve Tatum Alfredo Testa Rao Thallam Timoteo Unruh Dan Ward, James Wikston Charlie Williams Wilson Xu Francisc Zavoda Los siguientes miembros del comité de votación individuales votaron en esta práctica recomendada. Balloters hayan votado para su aprobación, desaprobación o abstención. William Ackerman Ali Al Awazi Roy Alexander saleman Alibhay Thomas Barnes G. Bartok David Bassett Thomas Basso Steven Bezner Wallace Carpeta Michael Bio Thomas Obispo William Bloethe Frederick Brockhurst Andrew Brown Gustavo Brunello Jeffrey Burnworth William Bush William Byrd Brent Caín Paul cardenal Antonio Cardoso Keith Chow Robert Christman Bryan Cole Larry Conrad Stephen Conrad Luis Coronado Glenn Davis Andrew Dettloff Carlo Donati Gary Donner Robert Durham Russell Ehrlich Gearold OH Eidhin Ahmed ElSerafi C. Erven Dan Evans Jorge Fernández Daher William Finley Carl Fredericks Fredric amigo doaa Galal David Garrett Thomas gentil Kenneth Gettman David Gilmer mietek Glinkowski Thomas Grebe Randall Groves Thomas Gruzs Erich Gunther Ajit Gwal Daryl Hallmark Robert Hanna Dennis Hansen Edward Hare Gregory Hartzo James Harvey Jeffrey Helzer Werner Hölzl Robert Hoerauf Randy Horton Ronald Hotchkiss Farris Jibril Brian Johnson Gerald Johnson Lars Juhlin Laszlo Kadar Inocencio Kamwa Haran Karmaker John Kay Gael Kennedy John Kennedy Yuri Khersonsky Chad Kiger James Kinney Stanley Klein Joseph L. Koepfinger Edwin Kramer Jim Kulchisky asok Kumar senthil Kumar säumen Kundu Chung-Yiu Lam Thomas La Rose Theo Laughner Wei-Jen Lee Steven Liggio Poco Kevin Albert Livshitz William Lockley Lawrenc largo Greg Luri Richard Marek John Mcalhaney, Jr William McBride vi Copyright © 2014 IEEE. Todos los derechos reservados. uso bajo licencia autorizada limitan a: Universidad de San Pablo. Descargado de septiembre 30,2015 en 17:59:00 GMT de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. Neal Dowling John Houdek Kenneth McClenahan Peter Megna Dean Mehlberg John Merando T. David Mills Daleep Mohla William Moncrief Kimberly Mosley Jerry Murphy Ryan Musgrove Arun Narang Dennis Neitzel Arthur Neubauer Michael Newman David Nichols Joe Nims Gary Nissen Tim Olsen Gary Olson Gregory Olson Lorena Padden Richard Paes Marty Página Mirko Palazzo Donald Parker David Parman Bansi Patel Shawn Patterson Wesley Patterson K. James Phillips Percy piscina Iulian Profir John Rama Moises Ramos Reynaldo Ramos John Roach Michael Roberts Charles Rogers Thomas Rozek D. Daniel Sabin Randall Safier Bob Santa Steven Sano Bartien Sayogo Colin Schauder Robert Schuerger Ken Sedziol Robert Seitz Nikunj Shah Nigel Shore Gil Shultz hyeong Sim David Singleton James Smith Jerry Smith John repuesto Gary Stoedter Raymond Strittmatter K. Stump Peter Sutherland Michael Swearingen Steve Tatum Richard Taylor Eric Udren Timoteo Unruh John Vergis Carl pared Daniel Ward Karl Weber Yingli Wen Kenneth White Mateo Wilkowski George Wood Wilson Xu Edward Yandek Thomas Yohn Larry Young Jian Yu Francisc Zavoda James Ziebarth Donald Zipse vii Copyright © 2014 IEEE. Todos los derechos reservados. uso bajo licencia autorizada limitan a: Universidad de San Pablo. Descargado de septiembre 30,2015 en 17:59:00 GMT de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. S. Patel Jeremy Smith Ahmed Zobaa Cuando el Consejo de Normas IEEE-SA aprobó esta práctica recomendada el 27 de marzo de 2014, que tenía los siguientes miembros: John Kulick, Silla Jon Walter Rosdahl, Vicepresidente Richard H. Hulett, Ex Presidente Konstantinos Karachalios, Secretario Peter Balma Farooq Bari Ted Burse Clint Capellán Stephen duques Jean-Phillippe Faure Gary Hoffman Michael Janezic Jeffrey Katz Joseph L. Koepfinger * Ley J. David Hung Ling Oleg Logvinov Ted Olsen Glenn Parsons Ron Peterson Adrian Stephens Peter Sutherland yatin Trivedi Phil Winston Don Wright Yu Yuan * Miembro de Mérito También se incluyen los siguientes enlaces Consejo de Normas IEEE-SA sin derecho a voto: Richard Blasio, DOE Representante Michael Janezic, Representante NIST Catalina Berger Programa Senior Manager, IEEE-SA Publicación de contenido Erin Spiewak viii Copyright © 2014 IEEE. Todos los derechos reservados. uso bajo licencia autorizada limitan a: Universidad de San Pablo. Descargado de septiembre 30,2015 en 17:59:00 GMT de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. Gerente del Programa, Comunidad Técnica IEEE-SA Introducción Esta introducción no es parte de IEEE Std 519 a 2014, IEEE Práctica recomendada y requisitos para control de armónicos en sistemas de energía eléctrica. Los usos de las cargas no lineales conectados a sistemas de energía eléctrica incluyen convertidores estáticos de energía, dispositivos de descarga de arco, dispositivos magnéticos saturada, y, en menor grado, las máquinas rotativas. convertidores estáticos de potencia de la energía eléctrica son las mayores cargas no lineales y se utilizan en la industria para una variedad de propósitos, tales como suministros de energía electroquímicos, variadores de velocidad y sistemas de alimentación ininterrumpida. Estos dispositivos son útiles porque pueden convertir CA en CC, CC a CC, CC a CA y AC a corriente alterna. Las cargas no lineales cambian la naturaleza sinusoidal de la corriente de alimentación de CA (y en consecuencia la caída de tensión de corriente alterna), lo que resulta en el flujo de corrientes armónicas en el sistema de alimentación de CA que puede causar interferencia con los circuitos de comunicación y otros tipos de equipos. Estas corrientes armónicas también conducen a un aumento de las pérdidas y calefacción en numerosos dispositivos electromagnéticos (motores, transformadores, etc.). Cuando compensación de potencia reactiva, en forma de condensadores de mejora del factor de potencia, se utiliza, las condiciones resonantes pueden ocurrir que puede dar lugar a altos niveles de tensión armónica y distorsión de la corriente cuando la condición de resonancia se produce a un armónico asociado con cargas no lineales. Las fuentes comunes de corrientes armónicas en sistemas de potencia incluyen convertidores electrónicos de potencia, hornos de arco, sistemas de VAR estáticos, inversores para la generación distribuida, controladores de fase de corriente alterna, cicloconvertidores, y convertidores AC-DC (rectificadores) utilizados comúnmente en las fuentes de alimentación de modo conmutado y de ancho de pulso modulado (PWM) las unidades de motor. Cada uno de estos dispositivos de producción de armónicos puede tener características de emisión de corriente armónica bastante consistentes con el tiempo o cada uno puede presentar una característica ampliamente variable en función del control del dispositivo, las características del sistema, y otras variables. Esta práctica recomendada es para ser utilizado como guía para el diseño de sistemas de potencia con cargas no lineales. Los límites establecidos son para la operación en estado estacionario y se recomiendan para las condiciones de “peor caso”. condiciones transitorias que superen estos límites se pueden encontrar. En cualquier caso, los valores límite que figuran en este documento son recomendaciones y no deben considerarse obligatorio en todos los casos. Debido a la naturaleza de las recomendaciones, algunas conservadurismo está presente que puede no ser necesario en todos los casos. Esta práctica recomendada debe ser aplicado a los puntos de interfaz entre los propietarios del sistema o de los operadores y usuarios en el sistema eléctrico. Los límites en esta práctica recomendada están destinados a aplicarse en un punto de acoplamiento común (PCC) entre el propietario u operador del sistema y un usuario, en el que el PCC se toma generalmente como el punto en el sistema de alimentación más cercano al usuario en que el propietario del sistema o el operador puede ofrecer un servicio a otro usuario. Frecuentes para el servicio a los usuarios industriales (es decir, plantas de fabricación) a través de un transformador de servicio dedicado, el PCC es en el lado de alta tensión del transformador. Para los usuarios comerciales (parques de oficinas, centros comerciales, etc.) suministrados a través de un transformador de servicio común, el PCC es comúnmente en el lado de baja tensión del transformador de servicio. Los límites de esta práctica recomendada representan una responsabilidad compartida para el control armónica entre los propietarios del sistema o los operadores y usuarios. Los usuarios producen corrientes armónicas que fluyen a través del sistema del propietario u operador de sistema, que conducen a los armónicos de tensión en los voltajes suministrados a otros usuarios. La cantidad de distorsión de la tensión armónica se suministra a otros usuarios es una función de los efectos agregados de las armónicas cargas de corriente productoras de todos los usuarios y las características de impedancia del sistema de suministro. ix Copyright © 2014 IEEE. Todos los derechos reservados. uso bajo licencia autorizada limitan a: Universidad de San Pablo. Descargado de septiembre 30,2015 en 17:59:00 GMT de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. límites de distorsión armónica de tensión se proporcionan para reducir los posibles efectos negativos en el equipo de usuario y el sistema. El mantenimiento de las tensiones armónicas debajo de estos niveles requiere que ⎯ Todos los usuarios limitar sus emisiones de corriente armónica con los valores razonables determinados en forma equitativa sobre la base de la estaca inherente a la propiedad de 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 mediante la modificación de la sistema de suministro de características de impedancia según sea necesario. Con el fin de permitir que el propietario u operador del sistema para controlar las características de impedancia del sistema para reducir la distorsión de tensión cuando sea necesario, los usuarios no deben añadir equipos pasivos que afecta a la impedancia característica de tal manera que las distorsiones de tensión se incrementan. En efecto, este tipo de acciones por un usuario podría ascender a la producción excesiva tensión de distorsión armónica. Tales adiciones de equipos pasivos (que conducen a características de impedancia del sistema no deseados) deben ser controlados por el usuario en la misma manera que los dispositivos de producción de armónicos de corriente operados por el usuario. x Copyright © 2014 IEEE. Todos los derechos reservados. uso bajo licencia autorizada limitan a: Universidad de San Pablo. Descargado de septiembre 30,2015 en 17:59:00 GMT 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. Las mediciones de armónicos...................................................................................................................... 4 4.1 anchura de la ventana de medición ....................................................................................................... 5 4.2 mediciones armónicas tiempo muy corto ............................................................................................. 5 4.3 Las mediciones de armónicos de tiempo corto ..................................................................................... 5 4.4 Evaluación estadística .......................................................................................................................... 6 5. Los límites recomendados armónicas .......................................................................................................... 6 5.1 límites de tensión armónicas recomendados ........................................................................................ 6 5.2 Recomendado distorsión de la corriente limita para sistemas nominalmente nominales 120 V a 69 kV............................................................................................................................................................... 7 5.3 límites de distorsión de corriente recomendados para sistemas nominalmente una clasificación superior 69 kV a través de 161 kV ............................................................................................................. 8 5.4 recomendados límites de distorsión de corriente para sistemas nominalmente clasificadas por encima de 161 kV ...................................................................................................................................... 9 5.5 Recomendaciones para aumentar los límites de corriente armónica .................................................. 10 Anexo A límites (informativo) de tensión Interarmónico basado en el parpadeo ......................................... 12 Anexo B (informativo) factor de influencia Teléfono (TIF) ......................................................................... 14 Anexo C (informativo) Restricciones a cortes de conmutación .................................................................... 16 Anexo D (informativo) Bibliografía .............................................................................................................. 18 xi Copyright © 2014 IEEE. Todos los derechos reservados. uso bajo licencia autorizada limitan a: Universidad de San Pablo. Descargado de septiembre 30,2015 en 17:59:00 GMT de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. IEEE Práctica y requisitos para el control de armónicos en sistemas de energía eléctrica Recomendado AVISO IMPORTANTE: IEEEdocumentos de normas no están destinadas a garantizar la seguridad, la seguridad, la salud o la protección del medio ambiente, ni asegura contra la interferencia o de otros dispositivos o redes. Los ejecutores de documentos estándares IEEE son responsables de determinar y cumplir con todas las de seguridad, la seguridad, las prácticas, salud y protección del medio ambiente interferencia apropiadas y todas las leyes y regulaciones aplicables. Este documento IEEE se pone a disposición para su uso con sujeción a los avisos importantes y avisos legales. Estos avisos y renuncias aparecen en todas las publicaciones que contienen este documento y pueden encontrarse bajo el título “Aviso Importante” o “Avisos importantes y renuncia de responsabilidades relativas a los documentos de IEEE.” También pueden obtenerse a petición del IEEE o consultarse enhttp://standards.ieee.org/IPR/disclaimers.html. 1. Visión de conjunto Los usos de las cargas no lineales conectados a sistemas de energía eléctrica incluyen convertidores estáticos de energía, dispositivos de descarga de arco, dispositivos magnéticos saturada, y, en menor grado, las máquinas rotativas. convertidores estáticos de potencia de la energía eléctrica son las mayores cargas no lineales y se utilizan en la industria para una variedad de propósitos, tales como suministros de energía electroquímicos, variadores de velocidad y sistemas de alimentación ininterrumpida. Estos dispositivos son útiles porque pueden convertir CA en CC, CC a CC, CC a CA y AC a corriente alterna. Las cargas no lineales cambian la naturaleza sinusoidal de la corriente de alimentación de CA (y en consecuencia la caída de tensión de corriente alterna), lo que resulta en el flujo de corrientes armónicas en el sistema de alimentación de CA que puede causar interferencia con los circuitos de comunicación y otros tipos de equipos. Estas corrientes armónicas también conducen a un aumento de las pérdidas y calefacción en numerosos dispositivos electromagnéticos (motores, transformadores, etc.). Cuando compensación de potencia reactiva, en forma de condensadores de mejora del factor de potencia, se utiliza, las condiciones resonantes pueden ocurrir que puede dar lugar a altos niveles de tensión armónica y distorsión de la corriente cuando la condición de resonancia se produce a un armónico asociado con cargas no lineales. Las fuentes comunes de corrientes armónicas en sistemas de potencia incluyen convertidores electrónicos de potencia, hornos de arco, sistemas de VAR estáticos, inversores para la generación distribuida, controladores de fase de corriente alterna, cicloconvertidores, y convertidores AC-DC (rectificadores) utilizados comúnmente en las fuentes de alimentación de modo conmutado y de ancho de pulso modulado (PWM) las unidades de motor. Cada uno de estos dispositivos de producción de armónicos puede tener características de emisión de corriente armónica bastante consistentes con el tiempo o cada uno puede presentar una característica ampliamente variable en función del control del dispositivo, las características del sistema, y otras variables. 1 Copyright © 2014 IEEE. Todos los derechos reservados. uso bajo licencia autorizada limitan a: Universidad de San Pablo. Descargado de septiembre 30,2015 en 17:59:00 GMT de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. IEEE Std 519-2014 IEEE Práctica y requisitos para el control de armónicos en sistemas de energía eléctrica Recomendado 1.1 Alcance Esta práctica recomendada establece objetivos para el diseño de sistemas eléctricos que incluyen tanto las cargas lineales y no lineales. Las formas de onda de tensión y corriente que pueda existir en todo el sistema se describen, y se establecen los objetivos de distorsión de forma de onda para el diseñador del sistema. La interfaz entre las fuentes y cargas se describe como el punto de acoplamiento común y la observancia de los objetivos de diseño se minimizar la interferencia entre el equipo eléctrico. Esta práctica recomendada aborda las limitaciones de estado estable. condiciones transitorias que superen estas limitaciones se pueden encontrar. Este documento establece la calidad de la energía que se va a proporcionar en el punto de acoplamiento común. Este documento no cubre los efectos de la interferencia de radiofrecuencia; Sin embargo, la orientación se ofrece para los sistemas de telefonía por cable. 1.2 Propósito Esta práctica recomendada es para ser utilizado como guía para el diseño de sistemas de potencia con cargas no lineales. Los límites establecidos son para la operación en estado estacionario y se recomiendan para las condiciones de “peor caso”. condiciones transitorias que superen estos límites se pueden encontrar. En cualquier caso, los valores límite que figuran en este documento son recomendaciones y no deben considerarse obligatorio en todos los casos. Debido a la naturaleza de las recomendaciones, algunas conservadurismo está presente que puede no ser necesario en todos los casos. Esta práctica recomendada debe ser aplicado a los puntos de interfaz entre los propietarios del sistema o de los operadores y usuarios en el sistema eléctrico. Los límites en esta práctica recomendada están destinados a aplicarse en un punto de acoplamiento común (PCC) entre el propietario u operador del sistema y un usuario, en el que el PCC se toma generalmente como el punto en el sistema de alimentación más cercano al usuario en que el propietario del sistema o el operador puede ofrecer un servicio a otro usuario. Frecuentes para el servicio a los usuarios industriales (es decir, plantas de fabricación) a través de un transformador de servicio dedicado, el PCC es en el lado de alta tensión del transformador. Para los usuarios comerciales (parques de oficinas, centros comerciales, etc.) suministrados a través de un transformador de servicio común, el PCC es comúnmente en el lado de baja tensión del transformador de servicio. Los límites de esta práctica recomendada representan una responsabilidad compartida para el control armónica entre los propietarios del sistema o los operadores y usuarios. Los usuarios producen corrientes armónicas que fluyen a través del sistema del propietario u operador de sistema que conducen a los armónicos de tensión en los voltajes suministrados a otros usuarios. La cantidad de distorsión de la tensión armónica se suministra a otros usuarios es una función de los efectos agregados de las armónicas cargas de corriente productoras de todos los usuarios y las características de impedancia del sistema de suministro. límites de distorsión armónica de tensión se proporcionan para reducir los posibles efectos negativos en el equipo de usuario y el sistema. El mantenimiento de las tensiones armónicas debajo de estos niveles requiere que ⎯ Todos los usuarios limitar sus emisiones de corriente armónica con los valores razonables determinados en forma equitativa sobre la base de la estaca inherente a la propiedad de cada usuario tiene en el sistema de suministro y ⎯ Cada propietario de la red o el operador toma medidas para disminuir los niveles de distorsión de la tensión mediante la modificación de las características de impedancia del sistema de alimentación según sea necesario. 2 Copyright © 2014 IEEE. Todos los derechos reservados. uso bajo licencia autorizada limitan a: Universidad de San Pablo. Descargado de septiembre 30,2015 en 17:59:00 GMT de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. IEEE Std 519-2014 IEEE Práctica y requisitos para el control de armónicos en sistemas de energía eléctrica Recomendado Con el fin de permitir que el propietario u operador del sistema para controlar las características de impedancia del sistema para reducir la distorsión de tensión cuando sea necesario, los usuarios no deben añadir equipos pasivos que afecta a la impedancia característica de tal manera que las distorsiones de tensión se incrementan. En efecto, este tipo de acciones por un usuario podría ascender a la producción excesiva tensión de distorsión armónica. Tales adiciones de equipos pasivos (que conducen a características de impedancia del sistema no deseados) deben ser controlados por el usuario en la misma manera que los dispositivos de producción de armónicos de corriente operados por el usuario. 2. Referencias normativas Los siguientes documentos de referencia son indispensables para la aplicación de este documento (es decir, deben ser comprendidos y utilizados, por lo que cada documento de referencia se cita en el texto y su relación con este documento se explica). 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 (incluyendo cualquier modificación o corrección) se aplica. Norma IEC 61000-4-7, Guía general de Armónicos y Interarmónicos Medición y Instrumentación, para los sistemas de suministro de energía y el equipo conectado al mismo.1 Norma IEC 61000-4-30, de calidad eléctrica Métodos de medición. Norma IEC 61000-4-15, pruebas y técnicas de medida-medidor de flicker-funcional y especificaciones de diseño. IEEE Std 1453 ™, IEEE Práctica Recomendada de implantación de la norma IEC 61000-4-15: 2010, compatibilidad electromagnética (EMC) -Testing y Técnicas de Medición-medidor de flicker-funcionales y de diseño Presupuesto.2 3. definiciones A los efectos de este documento, se aplican los siguientes términos y definiciones. Los estándares IEEE Diccionario en línea debe 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 conocida como la “tercera armónica,” 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 el sistema de suministro está en funcionamiento (por ejemplo, 50 Hz o 60 Hz). productos de TI: La influencia inductiva expresado en términos del producto de la magnitud de la raíz cuadrada de la media actual (I), en amperios, los tiempos de su factor de influencia telefónica (TIF). producto kV-T: influencia inductiva expresa en términos del producto de la magnitud de la raíz cuadrada media tensión (V), en kilovoltios, los tiempos de su factor de influencia telefónica (TIF). 1 2 3 (http://standards.ieee.org/). http://www.ieee.org/portal/innovate/products/standard/standards_dictionary.html. 3 Copyright © 2014 IEEE. Todos los derechos reservados. uso bajo licencia autorizada limitan a: Universidad de San Pablo. Descargado de septiembre 30,2015 en 17:59:00 GMT de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. IEEE Std 519-2014 IEEE Práctica y requisitos para el control de armónicos en sistemas de energía eléctrica Recomendado máxima corriente de carga de la demanda: Este valor de la corriente se establece en el punto de acoplamiento común y debe ser tomado como la suma de las corrientes que corresponden a la demanda máxima durante cada uno de los doce meses anteriores dividido por 12. muesca:Una conmutación (u otro) perturbación en la forma de onda normal tensión de alimentación, con una duración inferior a 0,5 ciclos, que es inicialmente de polaridad opuesta que la forma de onda y por lo tanto se resta de la forma de onda normal en términos del valor de pico de la tensión de perturbación. Esto incluye la pérdida completa de la tensión de hasta 0,5 ciclos. profundidad de la muesca: La profundidad media de la muesca voltaje de la línea de la onda sinusoidal de tensión. área de la muesca:El área de la muesca de tensión de línea. Es el producto de la profundidad de la muesca, en voltios, veces la anchura de la muesca se mide en microsegundos. punto de acoplamiento común (PCC):Punto en un sistema público de suministro de energía, eléctrica más cercana a una carga particular, a la que otras cargas son, o podrían ser, conectado. El PCC es un punto situado aguas arriba de la instalación considerada. número de impulsos:El número total de sucesivas conmutaciones no simultáneos que se producen dentro del circuito convertidor durante cada ciclo cuando se opera sin control de fase. También es igual al orden del armónico principal en la tensión directa, es decir, el número de pulsos presentes en la tensión continua de salida en un ciclo de la tensión de alimentación. relación de cortocircuito: En una localización particular, la relación de la corriente de cortocircuito disponible, en amperios, a la corriente de carga, en amperios. factor de influencia telefónica (TIF): Para una tensión o de onda de corriente en un circuito de suministro eléctrico, la relación entre la raíz cuadrada de la suma de los cuadrados de los valores de la raíz cuadrada media ponderada de todos los componentes de onda senoidal (incluyendo alterna ondas de corriente tanto fundamental y armónica) al valor de la raíz cuadrada media (no ponderada) de la totalidad de la ola. distorsión demanda total (TDD):La relación entre la raíz cuadrada media del contenido armónico, teniendo en cuenta los componentes armónicos hasta el orden 50a y excluyendo específicamente interarmónicos, expresada como un porcentaje de la corriente máxima demanda. componentes armónicos de orden mayor que 50 pueden ser incluidos cuando sea necesario. distorsión armónica total (THD):La relación entre la raíz cuadrada media del contenido armónico, teniendo en cuenta los componentes armónicos hasta el rango 50 y excluyendo específicamente interarmónicos, expresado como porcentaje de la fundamental. componentes armónicos de orden mayor que 50 pueden ser incluidos cuando sea necesario. 4. Las mediciones de armónicos A los efectos de la evaluación de los niveles de armónicos para la comparación con los límites recomendados en este documento, cualquier instrumento utilizado debe cumplir con las especificaciones de la norma IEC 61000-4-7 e IEC 61000-430. Las partes más relevantes de las especificaciones IEC se resumen en 4.1 a 4.4. 4 Copyright © 2014 IEEE. Todos los derechos reservados. uso bajo licencia autorizada limitan a: Universidad de San Pablo. Descargado de septiembre 30,2015 en 17:59:00 GMT de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. IEEE Std 519-2014 IEEE Práctica y requisitos para el control de armónicos en sistemas de energía eléctrica Recomendado 4.1 ancho de la ventana de medición La anchura 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 los sistemas de potencia de 60 Hz (10 ciclos para sistemas de energía de 50 Hz). Con esta anchura de la ventana, componentes espectrales estarán disponibles cada 5 Hz (por ejemplo, 0, 5, 10 ... 50, 55, 60, 65, 70, ... Hz). Para los fines de este documento, una magnitud componente armónico se considera que es el valor a una frecuencia central (60, 120, 180, etc., y 50, 100, 150, etc. Hz para sistemas de alimentación de 60 Hz y 50 Hz, respectivamente ) combinado con los dos valores de bin 5 Hz adyacentes. Los tres valores se combinan en un solo valor rms que define la magnitud de armónico para el componente de frecuencia central particular. 4.2 Las mediciones de armónicos muy corto de tiempo valores armónicos tiempo muy corto se evalúan en un intervalo de 3-segundo en base a una agregación de 15 ventanas consecutivas 12 (10) de ciclo para 60 sistemas de potencia (50) Hz. componentes de frecuencia individuales se agregan en función de un cálculo RMS como se muestra en la Ecuación (1) donde F representa el voltaje (V) o la corriente (I), n representa el orden armónico, y i es un contador simple. El subíndice vs se utiliza para denotar “muy corto”. En todos los casos, F representa un valor eficaz. 15 Fn vs, = 2 1 FNi2, (1) 15 yo= 1 4.3 Las mediciones de armónicos de tiempo corto valores armónicos de tiempo corto se evalúan en un intervalo de 10 minutos sobre la base de una agregación de 200 valores de tiempo muy cortos consecutivos para un componente de frecuencia específica. Los 200 valores se agregan basado en un cálculo RMS como se muestra en la ecuación (2) en la que F representa el voltaje (V) o la corriente (I), n representa el orden armónico, y i es un contador simple. El sh subíndice se utiliza para denotar “corto”. En todos los casos, F representa un valor eficaz. 200 = 21 F(2n vs i,), (2) Fn sh, 200 yo= 1 5 Copyright © 2014 IEEE. Todos los derechos reservados. uso bajo licencia autorizada limitan a: Universidad de San Pablo. Descargado de septiembre 30,2015 en 17:59:00 GMT de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. IEEE Std 519-2014 IEEE Práctica y requisitos para el control de armónicos en sistemas de energía eléctrica Recomendado 4.4 La evaluación estadística valores armónicos de tiempo muy corto y corto deben ser acumulados durante periodos de un día y una semana, respectivamente. Para las mediciones de armónicos muy corto de tiempo, el valor percentil 99 (es decir, el valor que se superó el 1% del período de medición) se debe calcular para cada periodo de 24 horas para la comparación con los límites recomendar en la cláusula 5. Para armónico de tiempo corto mediciones, los valores del percentil 95a y 99a (es decir, aquellos valores que se superan por 5% y 1% del período de medición) deben calcularse para cada período de 7 días para la comparación con los límites recomendados en la cláusula 5. Estas estadísticas deben ser utilizado tanto para los armónicos de tensión y corriente, con la excepción de que el valor de tiempo corto percentil 99 no se recomienda para su uso con los armónicos de tensión. 5. límites armónicos recomendados Debido a que la gestión de los armónicos en un sistema de energía se considera una responsabilidad conjunta entre ambos usuarios finales y los propietarios del sistema o los operadores, se recomiendan límites armónicos para ambos voltajes y corrientes. Los valores recomendados en esta cláusula se basan en el hecho de que un cierto nivel de distorsión de la tensión es en general aceptable y tanto los propietarios del sistema o de los operadores y los usuarios deben trabajar de manera cooperativa para mantener la distorsión real de tensión por debajo de los niveles inaceptables. La suposición subyacente de estos límites recomendados es que mediante la limitación de las inyecciones de corriente armónica por los usuarios, distorsión de la tensión se puede mantener por debajo de niveles inaceptables. En el caso de que la limitación de corrientes armónicas solo no da como resultado niveles aceptables de distorsión de la tensión, los propietarios del sistema o los operadores deben tomar medidas para modificar las características del sistema de modo que los niveles de distorsión de voltaje son aceptables. Los niveles de distorsión de voltaje aceptables forman la base de los límites de tensión armónicas en 5.1. Los límites recomendados en esta cláusula se aplican sólo en el punto de acoplamiento común y no deben aplicarse a cualquiera de las piezas individuales de equipo o en ubicaciones dentro de las instalaciones de un usuario. En la mayoría de los casos, las tensiones armónicas y corrientes en estos lugares podrían ser encontrados a ser significativamente mayor 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 por debajo de su suma algebraica. 5.1 límites de tensión armónicas recomendados En el PCC, los propietarios del sistema o los operadores deben limitar de línea a neutro armónicos de tensión de la siguiente manera: ⎯ Daily percentil 99 tiempo muy corto (3 s) valores debe ser inferior a 1,5 veces los valores dados en la Tabla 1. ⎯ Semanal percentil 95 poco tiempo (10 min) valores deben ser inferior a los valores dados en la Tabla 1. Todos los valores deben estar en porcentaje de la tensión de la frecuencia de potencia nominal en el PCC. Tabla 1 se aplica a los armónicos de tensión cuyas frecuencias son múltiplos enteros de la frecuencia de red. 6 Copyright © 2014 IEEE. Todos los derechos reservados. uso bajo licencia autorizada limitan a: Universidad de San Pablo. Descargado de septiembre 30,2015 en 17:59:00 GMT de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. IEEE Std 519-2014 IEEE Práctica y requisitos para el control de armónicos en sistemas de energía eléctrica Recomendado La Tabla 1 límites de distorsión de baja tensión tensión V de autobús en PCC armónico individual (%) Total THD distorsión armónica (%) V ≤ 1,0 kV 5.0 8.0 1 kV <V ≤ 69 kV 3.0 5.0 69 kV <V ≤ 161 kV 1.5 2.5 161 kV <V 1.0 1.5a un sistemas de alto voltaje puede tener hasta 2,0% THD donde la causa es un terminal de HVDC cuyos efectos se han atenuado en los puntos de la red donde los futuros usuarios pueden estar conectados. Información sobre los límites interarmónicas tensión se da en el anexo A y se basa en el parpadeo de la lámpara evaluó a través de la técnica de medición se describe en IEEE Std 1453 y IEC 61000-4-15. La información del anexo A, no se basa en los efectos de interarmónicos en otros equipos y sistemas tales como sistemas de generadores mecánicos, motores, transformadores, señalización y sistemas de comunicación, y los filtros. Se prestará la debida debe dar a estos efectos y límites actuales interarmónicas apropiadas deben ser desarrolladas a partir de la información contenida en el Anexo A sobre una base de caso por caso utilizando conocimientos específicos del sistema de suministro, cargas de usuarios conectados, y las disposiciones para los futuros usuarios. 5.2 límites de distorsión de corriente recomendados para sistemas nominalmente nominales 120 V a 69 kV Los límites de esta subcláusula se aplican a los usuarios conectados a sistemas en los que la tensión 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: ⎯ percentil 99 Daily tiempo muy corto (3 s) corrientes armónicas debe ser inferior a 2,0 veces los valores dados en la Tabla 2. ⎯ Semanal percentil 99 poco tiempo (10 min) corrientes armónicas debe ser inferior a 1,5 veces los valores dados en la Tabla 2. ⎯ Semanal percentil 95 poco tiempo (10 min) corrientes armónicas debe ser inferior a los valores dados en la Tabla 2. Todos los valores deben ser en porcentaje de la corriente máxima demanda, IL. Este valor de la corriente se establece en el PCC y se debe tomar como la suma de las corrientes que corresponden a la demanda máxima durante cada uno de los doce meses anteriores dividido por 12. En el Cuadro 2 se aplica a corrientes de armónicos cuyas frecuencias son múltiplos enteros de la frecuencia de red. La Tabla 2 límites de distorsión -CURRENT para los sistemas de clasificación 120 V a 69 kV Máxima distorsión de la corriente armónica en porcentaje de IL 7 Copyright © 2014 IEEE. Todos los derechos reservados. uso bajo licencia autorizada limitan a: Universidad de San Pablo. Descargado de septiembre 30,2015 en 17:59:00 GMT de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. IEEE Std 519-2014 IEEE Práctica y requisitos para el control de armónicos en sistemas de energía eléctrica Recomendado orden armónico Individual (armónicos impares) a, b 3 ≤ h <11 11≤ h <17 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 <1,000 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 un Armónicos pares se limitan al 25% de los límites armónicos impares anteriores. actuales que resultan en un desplazamiento de, por ejemplo, convertidores de media onda de corriente continua, no están permitidos. segundo distorsiones do Todos los equipos de generación de energía se limita a estos valores de distorsión de la corriente, sin considerar la Isc / IL. dónde Isc = corriente máxima de cortocircuito en PCC IL = corriente de carga máxima de la demanda (componente de frecuencia fundamental) en el PCC en condiciones normales de operación de carga Para los componentes actuales interarmónicas con frecuencias que no son múltiplos enteros de la frecuencia de red, los usuarios deben limitar los componentes que suficientemente bajos niveles a fin de no producir efectos no deseados en el sistema de energía y el equipo conectado. valores límite y los índices estadísticos apropiados deben desarrollarse sobre una base caso por caso a partir de la orientación del anexo A y teniendo en cuenta las características específicas del sistema de suministro, cargas de usuarios conectados, y provisiones para otros usuarios. 5.3 límites de distorsión de corriente recomendados para sistemas nominalmente clasificadas por encima de 69 kV a través de 161 kV Los límites de esta subcláusula se aplican a los usuarios conectados a sistemas en los que la tensión V nominal en el PCC es 69 kV <V ≤ 161 kV. En el PCC, los usuarios deben limitar sus corrientes armónicas de la siguiente manera: ⎯ percentil 99 Daily tiempo muy corto (3 s) corrientes armónicas debe ser inferior a 2,0 veces los valores dados en la Tabla 3. ⎯ Semanal percentil 99 poco tiempo (10 min) corrientes armónicas debe ser inferior a 1,5 veces los valores dados en la Tabla 3. ⎯ Semanal percentil 95 poco tiempo (10 min) corrientes armónicas debe ser inferior a los valores dados en la Tabla 3. Todos los valores deben ser en porcentaje de la corriente máxima demanda, IL. Este valor de la corriente se establece en el PCC y se debe tomar como la suma de las corrientes que corresponden a la demanda máxima durante cada uno de los doce meses anteriores dividido por 12. Tabla 3 se aplica a corrientes de armónicos cuyas frecuencias son múltiplos enteros de la frecuencia de red. 8 Copyright © 2014 IEEE. Todos los derechos reservados. uso bajo licencia autorizada limitan a: Universidad de San Pablo. Descargado de septiembre 30,2015 en 17:59:00 GMT de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. IEEE Std 519-2014 IEEE Práctica y requisitos para el control de armónicos en sistemas de energía eléctrica Recomendado La Tabla 3 límites de distorsión -CURRENT para los sistemas de clasificación por encima de 69 kV a través de 161 kV Armónicos pares se limitan al 25% de los límites armónicos impares anteriores. segundo distorsiones actuales que resultan en un desplazamiento de, por ejemplo, convertidores de media onda de corriente continua, no están permitidos. do Todos los equipos de generación de energía se limita a estos valores de distorsión de la corriente, sin considerar la Isc / IL. dónde Isc = corriente máxima de cortocircuito en PCC IL = corriente de carga máxima de la demanda (componente de frecuencia fundamental) en el PCC en condiciones normales de operación de carga Para los componentes actuales interarmónicas con frecuencias que no son múltiplos enteros de la frecuencia de red, los usuarios deben limitar los componentes que suficientemente bajos niveles a fin de no producir efectos no deseados en el sistema de energía y el equipo conectado. valores límite y los índices estadísticos apropiados deben desarrollarse sobre una base caso por caso a partir de la orientación del anexo A y teniendo en cuenta las características específicas del sistema de suministro, cargas de usuarios conectados, y provisiones para otros usuarios. 5.4 límites de distorsión de corriente recomendados para sistemas nominalmente clasificadas por encima de 161 kV Los límites de esta subcláusula se aplican a los usuarios conectados a los sistemas de transmisión generales donde el voltaje V nominal en el PCC es mayor que 161 kV. En el PCC, los usuarios deben limitar sus corrientes armónicas de la siguiente manera: ⎯ percentil 99 Daily tiempo muy corto (3 s) corrientes armónicas debe ser inferior a 2,0 veces los valores dados en la Tabla 4. ⎯ Semanal percentil 99 poco tiempo (10 min) corrientes armónicas debe ser inferior a 1,5 veces los valores dados en la Tabla 4. ⎯ Semanal percentil 95 poco tiempo (10 min) corrientes armónicas debe ser inferior a los valores dados en la Tabla 4. Todos los valores deben ser en porcentaje de la corriente máxima demanda, IL. Este valor de la corriente se establece en el PCC y se debe tomar como la suma de las corrientes que corresponden a la demanda máxima durante cada uno de los doce meses anteriores dividido por 12. Tabla 4 se aplica a corrientes de armónicos cuyas frecuencias son múltiplos enteros de la frecuencia de red. 9 Copyright © 2014 IEEE. Todos los derechos reservados. uso bajo licencia autorizada limitan a: Universidad de San Pablo. Descargado de septiembre 30,2015 en 17:59:00 GMT de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. IEEE Std 519-2014 IEEE Práctica y requisitos para el control de armónicos en sistemas de energía eléctrica Recomendado Tabla 4 límites de distorsión -CURRENT para los sistemas de clasificación> 161 kV Máxima distorsión de la corriente armónica en porcentaje de IL orden armónico Individual (armónicos impares) a, 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 un Armónicos pares se limitan al 25% de los límites armónicos impares anteriores. actuales que resultan en un desplazamiento de, por ejemplo, convertidores de media onda de corriente continua, no están permitidos. segundo distorsiones do Todos los equipos de generación de energía se limita a estos valores de distorsión de la corriente, sin considerar la Isc / IL. dónde Isc = corriente máxima de cortocircuito en PCC IL = corriente de carga máxima de la demanda (componente de frecuencia fundamental) en el PCC en condiciones normales de operación de carga Para los componentes actuales interarmónicas con frecuencias que no son múltiplos enteros de la frecuencia de red, los usuarios deben limitar los componentes que suficientemente bajos niveles a fin de no producir efectos no deseados en el sistema de energía y el equipo conectado. valores límite y los índices estadísticos apropiados deben desarrollarse sobre una base caso por caso a partir de la orientación del anexo A y teniendo en cuenta las características específicas del sistema de suministro, cargas de usuarios conectados, y provisiones para otros usuarios. 5.5 Recomendaciones para aumentar los límites de corriente armónica Se recomienda que los valores dados en la Tabla 2, Tabla 3 y la Tabla 4 se incremente en un factor de multiplicación cuando se toman acciones por un usuario para reducir los armónicos de orden inferior. Los multiplicadores indicados en la segunda columna de la Tabla 5 son aplicables cuando se toman medidas para reducir las órdenes de armónicos dados en la primera columna. Tabla 5 -Recomendado multiplicadores para aumentos de límites de corriente armónica Armónicos órdenes limitadas a 25% de los valores dados en la Tabla 2, Tabla 3 y la 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 ↓ ↓ 10 Copyright © 2014 IEEE. Todos los derechos reservados. uso bajo licencia autorizada limitan a: Universidad de San Pablo. Descargado de septiembre 30,2015 en 17:59:00 GMT de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. IEEE Std 519-2014 IEEE Práctica y requisitos para el control de armónicos en sistemas de energía eléctrica Recomendado Los multiplicadores de la Tabla 5 se pueden obtener como se muestra en la ecuación (3), donde p es el pulso de orden de un convertidor basado en rectificador trifásico (p = 6, 12, 18, 24, etc.). Estos convertidores producen corrientes armónicas dominantes o característicos a órdenes de p (n ± 1), donde n es un contador simple, n = 1, 2, 3, etc., y significativamente más bajas magnitudes de corriente en otros órdenes. Sin embargo, los multiplicadores recomendados en la Tabla 3 se aplican independientemente del método utilizado para reducir los armónicos que serían considerados “armónicos no característicos” para un convertidor ppulse, siempre y cuando todos los “armónicos no característicos”, incluyendo los armónicos de orden par, están mantenerse por debajo de 25% de los valores límite indicados en la Tabla 2, la Tabla 3, o en la Tabla 4, según proceda. p = multiplicadores 6a (3) 11 Copyright © 2014 IEEE. Todos los derechos reservados. uso bajo licencia autorizada limitan a: Universidad de San Pablo. Descargado de septiembre 30,2015 en 17:59:00 GMT de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. IEEE Std 519-2014 IEEE Práctica y requisitos para el control de armónicos en sistemas de energía eléctrica Recomendado Anexo A límites (informativo) de tensión Interarmónico basado en el parpadeo Para los componentes interarmónicas que no son múltiplos enteros de la frecuencia de la energía, los propietarios del sistema o los operadores pueden limitar el percentil 95 corto de tiempo tensiones armónicas semanales 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 armónicos enteros de la Tabla 1 pueden ser más restrictivos y se deben utilizar. Las porciones de la gama 0-120 Hz, donde los límites armónicos enteros de la Tabla 1 son más restrictivas están etiquetados apropiadamente en la Figura A-1. Los valores numéricos correspondientes a la Figura A-1 se dan en la Tabla A-1 para tensiones en el PCC de menos de 1 kV. Es importante reconocer que los límites interarmónicas tensión sugerido se basan en el parpadeo de la lámpara evaluó a través de la técnica de medición se describe en IEEE Std 1453 y IEC 61000-4-15. Estos límites interarmónicas tensión se correlacionan con un parpadeo gravedad valor Pst corto plazo igual a 1,0 para sistemas de 60 Hz; diferentes (pero similares) valores límite se pueden derivar para 50 sistemas Hz. Los límites recomendados en la Figura A-1 no se basan en los efectos de interarmónicos en otros equipos y sistemas tales como sistemas de generadores mecánicos, motores, transformadores, señalización y sistemas de comunicación, y los filtros. Se prestará la debida debe dar a estos efectos y límites actuales interarmónicas apropiadas deben desarrollarse sobre una base de caso por caso utilizando conocimientos específicos del sistema de suministro, cargas de usuarios conectados, y las disposiciones para los futuros usuarios. Los límites recomendados en la Figura A-1 no se basan en los efectos de interarmónicos en otros equipos y sistemas tales como sistemas de generadores mecánicos, motores, transformadores, señalización y sistemas de comunicación, y los filtros. Se prestará la debida debe dar a estos efectos y límites actuales interarmónicas apropiadas deben desarrollarse sobre una base de caso por caso utilizando conocimientos específicos del sistema de suministro, cargas de usuarios conectados, y las disposiciones para los futuros usuarios. Los límites recomendados en la Figura A-1 no se basan en los efectos de interarmónicos en otros equipos y sistemas tales como sistemas de generadores mecánicos, motores, transformadores, señalización y sistemas de comunicación, y los filtros. Se prestará la debida debe dar a estos efectos y límites actuales interarmónicas apropiadas deben desarrollarse sobre una base de caso por caso utilizando conocimientos específicos del sistema de suministro, cargas de usuarios conectados, y las disposiciones para los futuros usuarios. No hay límite en el componente de 60 Hz en la Figura A-1. El 5% máximo se aplica a los componentes de frecuencia muy cerca de (pero no igual a) 60 Hz. 12 Copyright © 2014 IEEE. Todos los derechos reservados. uso bajo licencia autorizada limitan a: Universidad de San Pablo. Descargado de septiembre 30,2015 en 17:59:00 GMT de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. IEEE Std 519-2014 IEEE Práctica y requisitos para el control de armónicos en sistemas de energía eléctrica Recomendado 6 V≤1kV V≤1kV 5 4 1 kV <V≤69 kV 1 kV <V≤69 kV 3 69 kV <V≤161 kV 2 69 kV <V≤161 kV V> 161 kV 1 V> 161 kV to da voltajes to da voltajes 0 Frecuencia (Hz) límites de tensión Figura A-1-interarmónicos basado en parpadeo para frecuencias de hasta 120 Hz para sistemas de 60 Hz Tabla A-1-voltaje límites interarmónicas correspondientes a la Figura A-1 para la tensión de PCC menos de 1 kVa, b Frecuencia (Hz) Magnitud (%) Frecuencia (Hz) Magnitud (%) Frecuencia (Hz) Magnitud (%) Frecuencia (Hz) Magnitud (%) dieciséis 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 5.00 4.50 3.90 3.45 3.00 2.77 2.53 2.30 2.15 2.03 1.90 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 1.78 1.64 1.54 1.43 1.33 1.26 1.20 1.13 1.05 0.95 0.85 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 0,81 0,78 0,71 0.64 0.57 0.50 0.48 0.43 0.38 0.34 0.31 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 0.28 0.25 0.23 0.25 0.27 0.29 0.35 0.40 0.58 0,77 0.95 un Los valores para frecuencias por encima de 60 (pero menos de 120) Hz son idénticas a las indicadas en esta tabla, excepto la frecuencia de interés debe ser restado de 120 Hz antes de leer el valor correspondiente. Por ejemplo, el límite de tensión interarmónico para 61 Hz es igual a la dada en la tabla durante 120 - 61 = 59 Hz, que es 0,95%.segundo La resolución de frecuencia en la Tabla A-1 es 1 Hz. La resolución disponible utilizando los métodos recomendados en la Cláusula 4 es 5 Hz. instrumentos especiales que se acuerden en el momento de su uso, puede ser necesaria para obtener una resolución de 1 Hz. 13 Copyright © 2014 IEEE. Todos los derechos reservados. uso bajo licencia autorizada limitan a: Universidad de San Pablo. Descargado de septiembre 30,2015 en 17:59:00 GMT de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. IEEE Std 519-2014 IEEE Práctica y requisitos para el control de armónicos en sistemas de energía eléctrica Recomendado Anexo B (informativo) factor de influencia Teléfono (TIF) La ponderación TIF es una combinación del mensaje C característica de ponderación, que representa el efecto de interferencia relativa de diferentes frecuencias en la banda de voz (incluyendo la respuesta de la aparato telefónico y el oído), y un condensador, que proporciona ponderación que es directamente proporcional a la frecuencia para explicar la función de acoplamiento asumido. TIF es una cantidad adimensional que es indicativo de la forma de onda y no la amplitud y está dada por la ecuación (B.1). TIF = dónde (X WnX⋅ n) 2 (B.1) X Xn = Tensión total rms o corriente = rms frecuencia única corriente o tensión a la frecuencia correspondiente al orden armónico n wn = Solo ponderación TIF frecuencia a la frecuencia correspondiente al orden armónico n En la práctica, la interferencia de teléfono se expresa a menudo como un producto de la corriente y de la TIF, es decir, el producto de TI, donde el I es corriente eficaz en amperios y T es TIF tal como se calcula en la ecuación (B.1). Alternativamente, se expresa a veces como un producto de la tensión y la ponderación TIF, donde la tensión es en rms kV, es decir, el producto kV-T. Los valores de ponderación de frecuencia individuales, sobre la base de ponderación C-mensaje 1960-vendimia, se enumeran en la Tabla B-1. La interpolación lineal se puede utilizar según sea necesario en la Tabla B-1. valores de la tabla B-1-ponderación (WF) FRECUENCIA 60 180 300 360 420 540 660 720 780 900 1000 wf 0.5 30 225 400 650 1320 2260 2760 3360 4350 5000 FRECUENCIA 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 Directrices para el producto B.1 TI Tabla B-2 proporciona directrices de TI representativos de los sistemas de distribución que operan a voltajes menores que (o igual a) 34,5 kV donde es más probable que tenga uso conjunto de instalaciones, en particular los postes y estructuras, que implican la energía eléctrica y teléfono / empresas de comunicaciones. Estas directrices no deben considerarse como límites recomendados debido a la amplia gama de variabilidad en la compatibilidad del sistema y equipos que se encuentran en la práctica. El uso de categorías es sólo para fines ilustrativos y se proporciona en el caso de que es deseable para evaluar o comparar los potenciales de interferencia en múltiples áreas de un sistema eléctrico particular. 14 Copyright © 2014 IEEE. Todos los derechos reservados. uso bajo licencia autorizada limitan a: Universidad de San Pablo. Descargado de septiembre 30,2015 en 17:59:00 GMT de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. IEEE Std 519-2014 IEEE Práctica y requisitos para el control de armónicos en sistemas de energía eléctrica Recomendado directrices Tabla B-2-IT para la distribución systemsa Categoría Descripción ESO yo Niveles más probable que causen interferencia Hasta el 10 000b II Los niveles que podrían causar interferencia 10 000 hasta 25 000 Niveles que probablemente causarán Superior a 25 000 interferencia Los valores aEstas de productos de TI son para circuitos con una exposición entre los sistemas de techo, tanto de energía y teléfono. Dentro de una planta industrial o un edificio comercial, la exposición entre los cables de distribución de energía y líneas telefónicas con pares trenzados es extremadamente baja y no interferencia se encuentra normalmente; el uso de cables de fibra óptica para comunicaciones prácticamente elimina toda la preocupación.segundo Para algunas áreas que utilizan un retorno a tierra para circuitos ya sea teléfono o de energía, este valor puede ser tan bajo como 1.500. III 15 Copyright © 2014 IEEE. Todos los derechos reservados. uso bajo licencia autorizada limitan a: Universidad de San Pablo. Descargado de septiembre 30,2015 en 17:59:00 GMT de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. IEEE Std 519-2014 IEEE Práctica y requisitos para el control de armónicos en sistemas de energía eléctrica Recomendado Anexo C (informativo) Restricciones a cortes de conmutación C.1 límites recomendados sobre los cortes de conmutación La profundidad de la muesca y el área de la muesca de la tensión de línea a línea en la PCC deben limitarse, como se muestra en la Tabla C-1. Tabla límites en ranuras de conmutación C-1-Recomendado profundidad de la muesca área de Notch (AN) c, d applicationsa especial sistema general systemb dedicada 10% 20% 50% 16400 22800 36500 un aplicaciones especiales incluyen hospitales y aeropuertos. segundo Un sistema dedicado exclusivamente suministra una carga de usuarios o usuario específico. do En voltios-microsegundos en el voltaje y la corriente nominal. re Los valores de AN se han desarrollado para 480 V sistemas. Es necesario multiplicar los valores dados por V / 480 para la aplicación en todos los otros voltajes. Se recomiendan Estos límites para sistemas de baja tensión en el que el área de la muesca se mide fácilmente en un monitor de calidad osciloscopio o de potencia con capacidad del osciloscopio. En el caso de que la medición directa no es posible, simulaciones detalladas incluyendo modelos avanzados del sistema de suministro y las cargas pueden proporcionar formas de onda aproximadas que se pueden utilizar en lugar de las mediciones de osciloscopio. Las variables pertinentes para el uso en la Tabla C-1 se definen en la Figura C-1. 16 Copyright © 2014 IEEE. Todos los derechos reservados. uso bajo licencia autorizada limitan a: Universidad de San Pablo. Descargado de septiembre 30,2015 en 17:59:00 GMT de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. IEEE Std 519-2014 IEEE Práctica y requisitos para el control de armónicos en sistemas de energía eléctrica Recomendado Figura C-1-Definición de profundidad de la muesca y la zona de muesca 17 Copyright © 2014 IEEE. Todos los derechos reservados. uso bajo licencia autorizada limitan a: Universidad de San Pablo. Descargado de septiembre 30,2015 en 17:59:00 GMT de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. IEEE Std 519-2014 IEEE Práctica y requisitos para el control de armónicos en sistemas de energía eléctrica Recomendado Anexo D (informativo) Bibliografía Las referencias bibliográficas son recursos que proporcionan material adicional o útil, pero no necesitan ser entendidos o se utiliza para aplicar esta norma. Se hace referencia a estos recursos únicamente con fines informativos. [B1] IEEE Std C57.110 ™ -1986, IEEE Práctica Recomendada para el establecimiento de capacidad del transformador cuando se suministra corriente de carga no sinusoidal.4, 5 [B2] IEEE Std 18 ™ -1992, Norma IEEE para la derivación Condensadores de potencia. [B3] IEEE Std 368 ™ -1977 (Retirada), IEEE Práctica Recomendada para la medición del ruido eléctrico y rendimiento de los filtros de armónicos de alto voltaje de corriente continua Systems.6 [B4] Práctica IEEE Std 1100 ™ -2005, IEEE recomienda para la alimentación y puesta a tierra del equipo electrónico. [B5] IEEE Std 1159 ™ -2009, IEEE Práctica Recomendada para el Monitoreo de la Calidad de Energía Eléctrica. [B6] IEEE Std 1531 ™ -2003, Guía de IEEE para la aplicación y la especificación de los filtros de armónicos. 4 (http://standards.ieee.org/). 5 18 Copyright © 2014 IEEE. Todos los derechos reservados. uso bajo licencia autorizada limitan a: Universidad de San Pablo. Descargado de septiembre 30,2015 en 17:59:00 GMT de IEEE Xplore. Se aplican restricciones.