Download Mitigación de Huecos de Tensión

Problemas de calidad de potencia y dispositivos de mitigación
Dispositivos
de
mitigación
Mitigación
de
Huecos de
Tensión
SA
BESS
DSTA
TCOM
DSC
DVR
PFCC
SMES
SETC
SSTS
SSCB
SVC
TSC
UPS
APF
(TF)
Caídas Inte- Elevacio- Fenóme- SobreSubten Armó- Mues- Fluctuade
rrup- nes
nos
tensiones -siones nicas cas
ciones
tensión ciones pasajeras transitode la
de la
rios
tensión
tensión
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
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X
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X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Donde:
APF (TF): Filtro activo o filtro fijo
BESS: Batería de almacenamiento de energía
DSTATCOM: Compensador estático síncrono de distribución
DSC: Condensador de distribución en serie
DVR: Corrector dinámico de tensión
PFCC: condensador corrector del factor de potencia
SA: Pararrayos
SSTS: Conmutador electrónico
SMES: Sistema superconductor y magnético de almacenamiento de energía
SETC: Transformador de regulación con cambiador electrónico de posición
SSCB: Interruptor automático de estado sólido
SVC: Compensador electrónico de potencia reactiva
TSC: Condensador shunt con conexión electrónica
UPS: Alimentación de energía sin interrupciones
Esquema típico de uso de mitigadores
1
Transformador ferroresonante
Monofásicos, potencia máxima 7,5 kVA, utilizable 75 %
Alimentación
WP
Arrollamiento primario
Arrollam. compensador
Capacitor
WS
Carga
Arrollamiento
secundario
Arrollamiento
neutralizador
Tensión de alimentación (% mínimo)
Tensión (%)
Tiempo
(ciclos)
Carga del transformador
ferroresonante (%)
UPS simple e híbrida
Rendimiento del 80 al 93 %, conmutan en 8 ms
Línea
Rectificador
Cargador
Inversor
Carga
Bypass
Manual
Banco de baterías
Línea
Rectificador
Cargador
Inversor
Transformador
resonante
Carga
Banco de baterías
2
Conmutadores electrónicos
∆t = 4 ms
Alimentación
ininterrumpida
480 V, 5.000 A
27 kV, 1.200 A
Carga
crítica
38 kV, 600 A
Restaurador dinámico de tensión, DVR
Potencia protegida 4 MVA
Energía almacenada 194 kJ
Frecuencia de operación 1,5 kHz.
Ejemplo comercial:
Soporta huecos de tensión
50 % monofásicos o 62 %
trifásicos durante 150 ms.
3
Intensificador estático
ENTRADA
FILT
RO
CAR
GA
Tensión mínima residual
40 a 50 %.
Almacenamiento en campos magnéticos
Límite actual 5 MJ
Ejemplo comercial:
4,3 H, 2,15 MJ,
800 kVA, 1s.
4
Almacenamiento en campos magnéticos
Comportamiento de almacenador en
campo magnético
5
Almacenamiento en volante inercial
Batería
900 s
UPS rotativa 15 s
∆incidencia 2 %
30.000 rpm, 2kWh
Barra de CC
Alimentación de
alterna 50 Hz
Rectificador
Inversor
Inversor
bidireccional
Módulo de
almacenamiento
en volante
Salida de alterna
o contínua
Módulo electrónico
Módulo de
almacenamiento de
energía
Almacenamiento en supercapacitores
6
Celdas de combustible
Rendimiento 50 a 60 %
(motor explosión 30 %)
Combustib
le
Lentas 10 a 20 MW
Oxidante
Rápidas 50 kW
Ánodo
Electrolito
Cátodo
Comparación de tecnologías de
almacenamiento
Tecnología
Celda de
combustible
estándar
Celda de
combustible
rápida
Supercapacitores
Potencia Tiempo Vida en Rendimiento Superficie
nominal soportado ciclos
ocupada
kW
segundos
N°
%
dm3/kW
40 – 55
7,8
200 –
Continuo
10.000
1 - 50
Depende Continuo
del caudal
40 – 55
19,8
10 - 100
5 - 10
100.000
90
3,4
Volante baja
velocidad
Volante alta
velocidad
100 –
10.000
1 - 350
10 -15
10.000
90
1,1
5 - 10
5.000
85
1,0
Batería
electroquímica
10 10.000
10 - 15
2.000
70 – 90
11
0,5 4000
1-5
10.000
95
12
5 - 300
15 -45
2.000
85
5,7
Campo
magnético
Moto generador
Factores
ambientales
Emisiones
mínimas
Emisiones
mínimas
Estado
Tiempo de
comercial
recarga
Disponible Continuo
Costo aproximado
U$S/kW
1.500
En
desarrollo
Continuo
-
Emisiones Disponible
mínimas
Emisiones Disponible
mínimas
Riesgo de
Disponible
accidente
Sin emisiones,
uso de
Maduro
materiales
tóxicos
Sin emisiones,
riesgo por alto Maduro
campo
magnético
Sin emisión ni
riesgo
Segundos
300
Minutos
200
Minutos
500
Horas
500
Minutos o
horas
300
Minutos
1.000
7
Comportamiento de motores (5,5 kW)
τ eléctromagnética = 0,3 s
∆V
τ mecánica en vacío = 27 s
1,35 pu
85 %
τ mecánica 85 % carga = 0,44 s
carga
Sin alimentación 55 ms
0,37 pu
vacío
Arranque y re-arranque de motores
τ eléctromagnética = 0,07 s
τ mecánica en corto = 0,1 s
8
Comportamiento frente a huecos de tensión
al 85 % y 30 %, 55 ms, carga 85 %
Re-arranque exitoso
Corriente (A)
Tiempo (segundos)
Tensión (V)
Tiempo (segundos)
9
Re-arranque fallido
Tensión (V)
Tiempo (segundos)
Efectos a considerar
en el estudio de la protección
10