ANÀLISI DEL CONSUM D'ENERGIA ELÈCTRICA D'UNA EMPRESA …deeea.urv.cat/DEEEA/lguasch/TFG Esteve...

Esteve Espinosa Vidal

ANÀLISI DEL CONSUM D'ENERGIA ELÈCTRICA D'UNA EMPRESA CONNECTADA A UNA XARXA

ELÈCTRICA DE 220 kV

TREBALL DE FI DE GRAU

dirigit per Lluís Guasch Pesquer

Grau d’Enginyeria Elèctrica

Tarragona

Juny de 2016

Anàlisi del consum d’energia elèctrica d’una empresa connectada a una xarxa elèctrica de 220 kV

2

Índex 1 Introducció ............................................................................................................. 6

1.1 Objectiu ........................................................................................................... 61.2 Abast ................................................................................................................ 61.3 Antecedents ..................................................................................................... 6

2 Qualitat en el subministrament d’energia elèctrica ................................................ 72.1 Introducció ....................................................................................................... 72.2 Normatives ...................................................................................................... 72.3 Pertorbacions en el subministrament d’energia elèctrica ................................ 8

2.3.1 Freqüència de la tensió d’alimentació ...................................................... 82.3.2 Variacions de la tensió subministrada ...................................................... 92.3.3 Variacions ràpides de tensió, flickers ..................................................... 102.3.4 Sots de tensió .......................................................................................... 112.3.5 Interrupcions de la tensió subministrada ................................................ 112.3.6 Sobretensions temporals de la xarxa entre fase i terra ............................ 122.3.7 Sobretensions transitòries entre fase i terra ............................................ 132.3.8 Desequilibri de la tensió subministrada .................................................. 142.3.9 Tensions harmòniques ............................................................................ 15

3 Sots de tensió ........................................................................................................ 163.1 Introducció ..................................................................................................... 163.2 Origen dels sots ............................................................................................. 163.3 Caracterització d’un sot teòric ....................................................................... 17

3.3.1 Tipologia del sot de tensió en funció de la falla que els origina ............. 173.3.1.1 Falta trifàsica, tipus A ...................................................................... 173.3.1.2 Falta fase-terra, Tipus B ................................................................... 193.3.1.3 Falta fase-fase, Tipus C .................................................................... 203.3.1.4 Falta fase-fase-terra, Tipus E ........................................................... 21

3.3.2 Tipologia del sot de tensió per càrregues amb connexió triangle ........... 223.3.2.1 Tipus D ............................................................................................. 233.3.2.2 Tipus F ............................................................................................. 23

3.3.3 Tipologia del sot de tensió en funció de la connexió dels transformadors 24

3.3.3.1 Tipus G ............................................................................................. 253.4 Caracterització d’un sot teòric ....................................................................... 26

3.4.1 Punt inicial del sot de tensió ................................................................... 263.4.2 Punt de recuperació del sot de tensió ...................................................... 26


3

3.4.3 Duració del sot de tensió ......................................................................... 273.4.4 Profunditat del sot de tensió .................................................................... 27

3.5 Caracterització d’un sot real .......................................................................... 283.5.1 Punt inicial del sot de tensió ................................................................... 283.5.2 Punt de recuperació del sot ..................................................................... 293.5.3 Duració del sot ........................................................................................ 293.5.4 Profunditat del sot ................................................................................... 303.5.5 Tipologia del sot de tensió ...................................................................... 30

4 Analitzador de xarxes ........................................................................................... 314.1 Equip instal·lat ............................................................................................... 314.2 Característiques tècniques ............................................................................. 314.3 Configuració .................................................................................................. 32

4.3.1 Ubicació .................................................................................................. 324.3.2 Esquema de la connexió de l’equip ........................................................ 334.3.3 Períodes de temps ................................................................................... 33

4.4 Software ordinador ........................................................................................ 344.4.1 Aplicació de supervisió ........................................................................... 344.4.2 Aplicació de gestió .................................................................................. 354.4.3 Aplicació de programació ....................................................................... 364.4.4 Serveis de ION ........................................................................................ 37

4.5 Registres dels paràmetres d’energia elèctrica ................................................ 374.6 Períodes de registre ........................................................................................ 384.7 Criteris per l’anàlisi de les pertorbacions registrades .................................... 38

4.7.1 Freqüència ............................................................................................... 384.7.2 Variació de la tensió subministrada ........................................................ 384.7.3 Flickers .................................................................................................... 394.7.4 Desequilibri de la tensió de subministrament ......................................... 394.7.5 Harmònics ............................................................................................... 40

5 Anàlisi general de les pertorbacions registrades .................................................. 405.1 Freqüència ..................................................................................................... 415.2 Variació de la tensió subministrada ............................................................... 435.3 Flickers .......................................................................................................... 455.4 Desequilibri de la tensió subministrada ......................................................... 475.5 Harmònics ...................................................................................................... 505.6 Pertorbacions registrades ............................................................................... 52

6 Anàlisi dels sots de tensió .................................................................................... 526.1 Caracterització dels sots de tensió ................................................................. 52


4

6.1.1 Sot de tensió 01 ....................................................................................... 526.1.1.1 Punt inicial del sot de tensió ............................................................. 526.1.1.2 Punt de recuperació del sot de tensió ............................................... 536.1.1.3 Duració del sot de tensió .................................................................. 536.1.1.4 Profunditat del sot de tensió ............................................................. 556.1.1.5 Tipus de sot ...................................................................................... 556.1.1.6 Influència de la connexió del transformador .................................... 56





6.1.6 Sot de tensió 06 ....................................................................................... 716.1.6.1 Punt inicial del sot de tensió ............................................................. 71


5

6.1.6.2 Punt de recuperació del sot de tensió ............................................... 716.1.6.3 Duració del sot de tensió .................................................................. 736.1.6.4 Profunditat del sot de tensió ............................................................. 736.1.6.5 Tipus de sot ...................................................................................... 746.1.6.6 Influència de la connexió del transformador .................................... 74



6.2 Sots de tensió registrats ................................................................................. 826.3 Característiques típiques dels sots de tensió registrats .................................. 826.4 Conclusions ................................................................................................... 83

7 Conclusions generals ............................................................................................ 848 Documentació consultada .................................................................................... 85


6

1 Introducció

1.1 Objectiu

L’objectiu d’aquest projecte és analitzar les diferents pertorbacions enregistrades per l’analitzador de xarxes.

En un primer cas s’ha realitzat un estudi comparatiu entre les dades originals obtingudes i la normativa vigent sobre la qualitat del subministrament elèctric. En un segon cas s’han analitzat i caracteritzat els sots de tensió enregistrats per l’analitzador durant el període d’observació.

1.2 Abast

Les tasques realitzades en aquest treball per avaluar la qualitat del subministrament elèctric en una planta d’un complex químic han estat les següents:

• Emmagatzemar en un full de càlcul la informació subministrada per l’analitzador de xarxes connectat a línia de 230 kV, quan el període de lectura és de 10 minuts.

• Emmagatzemar un altre full de càlcul la informació subministrada per l’analitzador de xarxes quan es produeix algun sot de tensió.

• Comprovació de que les variables registrades de forma periòdica compleixen la normativa vigent.

• Anàlisi i parametrització de cadascun dels sots de tensió registrats per l’analitzador de xarxes.

1.3 Antecedents

L’estudi de la qualitat del subministrament de la línia elèctrica es realitza en una empresa del sector químic. Aquesta empresa posseeix un centre de transformació, la tensió nominal d’alimentació és de 220 kV. Aquesta tensió es reduïda a 10.5 kV mitjançant un transformador reductor de tensió.

Les dades per realitzar l’estudi són extretes d’un analitzador de xarxes instal·lat per l’empresa a la part d’alta tensió de la línia. L’empresa facilita aquest registres per poder realitzar l’estudi de la qualitat del subministrament elèctric.

Inicialment aquest dispositiu va estar instal·lat per tenir un coneixement més exacte de l’evolució del consum d’energia elèctrica, i amb aquest treball s’està obtenint un profit addicional, analitzant les pertorbacions en la tensió de subministrament.


7

2 Qualitat en el subministrament d’energia elèctrica

2.1 Introducció

La qualitat de l’energia elèctrica és defineix com l’aportació d’energia als receptors elèctrics amb els paràmetres i condicions adequats per garantir el seu correcte funcionament.

La qualitat del subministrament elèctric és l’estandardització/normalització dels paràmetres que constitueixen la forma de l’ona sinusoïdal i la continuïtat del servei, aquests indicadors estan determinats per la normativa vigent.

Aquests indicadors són anomenats pertorbacions que afecten a la qualitat del subministrament d’energia elèctrica, que són definits per la normativa.

2.2 Normatives

Les normatives aplicables en la qualitat del subministrament elèctric són les següents:

• IEEEStd 1250-1995 Guide for Service to Equipment Sensitive to Momentary Voltage Disturbances [1].

• IEEEStd 1159-1995 Recommended Practice for Monitoring Electric PowerQuality [2].

• UNE-EN 50160 Características de la tensión subministrada por las redes generales de distribución [3].

• IEC 61000-4-30 Testing and measurement techniques. Power quality measurement methods [4].

• IEC 61000-4-7 Testing and measurement techniques. General guide on harmonics and interharmonics measurements and instrumentation, for power supply systems and equipment connected thereto [5].

• UNE-EN 60868 Medidor de flicker [6]. • IEC 61000-4-15: Testing and Measurement Techniques - Flickermeter.

Functional and Design Specifications [7].


8

2.3 Pertorbacions en el subministrament d’energia elèctrica

La norma [3] determina diferents tipus de pertorbacions que afecten a la forma d’ona sinusoïdal i la continuïtat del subministrament.

A continuació s’anomenen les principals pertorbacions d’alimentació que són determinades per aquesta norma:

• Freqüència. • Variacions de la tensió subministrada. • Variacions ràpides de tensió, flickers. • Sots de tensió. • Interrupcions breus de la tensió subministrada. • Interrupcions llargues de la tensió subministrada. • Sobretensions temporals a la xarxa entre fases i terra. • Sobretensions transitòries entre fases i terra. • Desequilibri de la tensió subministrada. • Tensions harmòniques. • Tensions interharmòniques. • Transmissió de senyals d’informació per la xarxa.

En els següents punts es defineixen les pertorbacions que es tractaran en el present projecte.

2.3.1 Freqüència de la tensió d’alimentació

La norma [3] defineix la freqüència de la tensió d’alimentació com el nombre de repeticions de la component fonamental de la tensió, mesurat en un interval de temps determinat.

Aquesta norma estableix la freqüència nominal d’alimentació de la tensió subministrada en 50 Hz.

En condicions normals d’explotació el valor mitjà de la freqüència fonamental mesurada en períodes de 10 s ha d’estar comprès en els següents intervals:

• Xarxes acoblades amb connexió síncrona en un sistema interconnectat:

o 50 Hz ± 1% durant el 95% d’una setmana. o 50 Hz +4%/-6% durant el 100% d’una setmana.

• Xarxes sense connexió síncrona en un sistema interconnectat (Xarxes aïllades de la xarxa general):

o 50 Hz ± 2% durant el 95% d’una setmana. o 50Hz ± 15% durant el 100% d’una setmana.


9

La norma [4] indica que per obtenir una mesura de tipus A, la lectura de la freqüència es realitzarà cada 10 s. Com que el valor de la freqüència no pot ser de exactament de 50 Hz en un període de 10 s, el nombre de cicles pot ser un nombre no enter. El valor de la freqüència fonamental és la relació entre els cicles enters en un interval de 10 s, dividit per la duració total dels cicles enters. Els cicles no complets es descarten.

Abans de cada avaluació els harmònics i interharmònics s’atenuen mitjançant filtres adequats, per reduir els efectes de múltiples passos per zero del senyal.

La precisió de l’equip de mesura ha de ser de ± 20 ms per a 50 Hz i el rang de la magnitud a mesurar de ± 0,01 Hz.

2.3.2 Variacions de la tensió subministrada

Es produeix una variació de la tensió subministrada quan es produeix una alteració del valor eficaç de l’ona de tensió, aquesta variació pot ser un augment o disminució del valor eficaç, normalment aquesta variació és produïda per la variació de la càrrega connectada a la xarxa de distribució.

Els paràmetres que defineixen una variació de la tensió es la duració i l’amplitud.

La norma [3] defineix la variació de tensió com un augment o disminució de la tensió d’alimentació, provocada normalment per la variació de la càrrega total de la xarxa de distribució o una part d’aquesta xarxa.

La norma [3] estableix en condicions normals d’explotació, excloent les interrupcions del subministrament, determina que per a cada període d’una setmana, el 95 % dels valors eficaços de la tensió subministrada en períodes de 10 min han de situar-se en ± 10% del valor nominal de la tensió declarada (Uc). Uc= ± 10 %.

La norma [4] indica que per obtenir una mesura de tipus A, la mesura serà el valor eficaç de la tensió (Vrms) en un cicle de 10 s, per un sistema amb freqüència d’alimentació de 50 Hz. Cada període de 10 cicles serà continu i no es sobreposaran cicles.

El valor eficaç de la tensió inclou, per definició, valors d’harmònics, d’interharmònics i de transmissió de dades.

La precisió de l’equip de mesura ha de ser de ± 0,1 el valor de la tensió d’alimentació declarada (Udin).


10

2.3.3 Variacions ràpides de tensió, flickers

La norma [3] defineix una variació ràpida de la tensió subministrada comuna variació del valor eficaç de la tensió entre dos nivells consecutius mantinguts durant intervals de temps definits però no especificats.

La duració de les variacions normalment oscil·la en períodes de temps molt petits, des de mil·lisegons fins a 10 segons. La variació de la tensió normalment no supera el 10% del valor nominal de la tensió declarada (Uc).

La severitat del parpelleig o també anomenat flicker, és la percepció subjectiva per l’ull humà de la fluctuació de la lluminositat d’una làmpada, causat per les variacions en la tensió d’alimentació.

El flicker és directament proporcional a l’amplitud, freqüència i de la duració de les fluctuacions de tensió.

La norma [3] defineix el flicker com la sensació d’inestabilitat visual deguda a un estímul lluminós, en el qual la lluminositat o distribució espectral tenen variacions en el temps.

Aquesta norma estableix que en condicions normals de funcionament, per a cada període d’una setmana, el nivell de l’índex de severitat de llarga duració del parpelleig degut a les fluctuacions de la tensió, Plt, hauria de ser menor o igual a 1 durant el 95 % del temps.

𝑃!" ≤ 1

La mesura i quantificació d’aquest fenomen, flicker, resulta una operació complexa.

La norma [6] defineix dos paràmetres que permeten avaluar la severitat del flicker, el Pst (curta duració) i el Plt ( llarga duració).

El Pst avalua la severitat del flicker de curta duració, amb intervals d’observació de 10 min.

El Plt avaluar la severitat del flicker de llarga duració, amb intervals d’observació de 2 hores. Es calcula a partir de 12 valors consecutius de l’índex Pst, tal i com s’indica en l’equació (1). Les unitats de l’índex de severitat de llarga duració són expressats en valors per unitat (p.u.).

𝑃!" =!!"#!

!"!"!!!

! (1)

La norma [4] indica que per la mesura del flicker, amb equips de tipus A, es realitzarà d’acord amb la norma [7].


11

El Comitè Electrotècnic Internacional, CEI ha elaborat una Norma Internacional, [7], que descriu els procediments de informació, el disseny de filtres i la metodologia pel mesurament estadístic del flicker.

L’estàndard [7] estableix per equips de mesura de tipus A, que el valor de l’indicador de severitat de curta duració (Pst) ha de tenir una precisió en la mesura del± 5 %.

2.3.4 Sots de tensió

La norma [3] defineix el sot de tensió com una disminució brusca del valor de la tensió d’alimentació, el valor de la disminució està situat entre el 90% i l’1% del la tensió nominal o de referència, seguida d’un restabliment de la tensió després d’un curt període de temps. Per conveni el sot de tensió dura entre 10 ms i 1 min.

La profunditat del sot de tensió és definida com la diferència entre la tensió eficaç mínima durant el sot de tensió i la tensió declarada, tal com es mostra en l’equació (2).

∆𝑈 % = !!"#!!!"#

!!"#· 100 (2)

Les variacions de tensió que superin el 90% del valor de la tensió d’alimentació no seran considerades com un sot de tensió.

La norma [3] estableix uns valors indicatius, en condicions normals d’explotació, el nombre esperat de sots de tensió en un any pot anar d’algunes desenes fins a un miler. La major part de sots de tensió tenen una duració de menys d’un segon i una profunditat inferior al 60% de la tensió nominal. Però també es poden produir sots amb una profunditat i duració superiors.

La norma [4] estableix que la mesura bàsica d’un sot de tensió serà el valor eficaç de la tensió actualitzat cada mig cicle (Urms(1/2)).

La norma estableix una tolerància de ± 0,2 % del valor de la tensió d’alimentació declarada (Udin), pels equips de mesura de tipus A.

La precisió de la mesura de la duració del sot de tensió és el resultat de la precisió de l’inici del sot (1/2 cicle) més la precisió de la mesura a la finalització del sot (1/2 cicle).

2.3.5 Interrupcions de la tensió subministrada

La norma [3] defineix una interrupció com la disminució de la tensió d’alimentació per davall del 1% de la tensió nominal o de referència, al cap d’un temps hi ha un restabliment de la tensió de subministrament.


12

Les interrupcions de tensió poden ser classificada com:

• Prevista: Quan els clients són informats prèviament per poder executar treballs programats a la xarxa de distribució.

• Accidental: Quan està provocada per defectes permanents o fugitius, la majoria de vegades estan lligats a fenòmens externs, avaries o interferències. Les interrupcions accidentals tenen generalment origen en causes externes o successos imprevisibles pel distribuïdor.

Es poden classificar en funció de la seva durada:

• Interrupció llarga: Provocada per un defecte permanent, temps superior a 3 minuts.

No és possible indicar un nombre d’interrupcions definit, ja que els efectes imprevisibles de la meteorologia i les causes externes no són previsibles.

En condicions normals de funcionament, la freqüència anual de les interrupcions que sobrepassen els 3 min poden ser inferiors a 10 o superiors a 50, segons la regió.

• Interrupció breu: Provocada per un defecte fugitiu, temps inferior a 3 minuts.

En condicions nominals d’explotació, el nombre anual d’interrupcions breus pot oscil·lar entre algunes desenes i vàries centenes. La duració aproximada del 70 % de les interrupcions breus és inferior a 1 s.

La norma [4] estableix que la mesura bàsica d’una interrupció de la tensió d’alimentació serà el valor eficaç de la tensió actualitzat cada mig cicle (Urms(1/2)), en cada fase.

La norma estableix que la tolerància en la mesura de la duració de la interrupció ha de ser inferior a un 2%.

2.3.6 Sobretensions temporals de la xarxa entre fase i terra

La norma [3] defineix una sobretensió temporal com un augment del valor de la tensió d’alimentació durant un temps relativament llarg.

La duració de la sobretensió temporal és el temps en què la tensió és superior al valor nominal. Aquestes sobretensions temporals es caracteritzen per la duració i la tensió màxima assolida de la sobretensió.

La norma [3] indica que en una sobretensió temporal a la freqüència de la xarxa apareix normalment durant un defecte a la xarxa general de distribució, o una instal·lació d’algun client, i desapareix en el moment que s’elimina aquest defecte.

El valor previst d’aquest tipus de sobretensió es funció del tipus de posta a terra de la xarxa. Per xarxes amb neutre a terra, connectat directament o a través d’una impedància, la


13

sobretensió no sobrepassarà el 1.7·UC. Amb xarxes amb neutre aïllat o ressonant, la sobretensió no sobrepassarà el 2.0·UC . El tipus de terra serà indicat pel distribuïdor.

La norma [4] estableix que la mesura bàsica d’una sobretensió serà el valor eficaç de la tensió actualitzat cada mig cicle (Urms(1/2)).

La norma estableix una tolerància de ± 0.2 % del valor de la tensió d’alimentació declarada (Udin), pels equips de mesura de tipus A.

La precisió a l’hora de realitzar la mesura de la duració de la sobretensió temporal, és el resultat de la precisió de l’inici de la sobretensió (1/2 cicle) més la precisió de la mesura a la finalització el sobretensió (1/2 cicle).

2.3.7 Sobretensions transitòries entre fase i terra

La norma [3] defineix una sobretensió transitòria com una sobretensió oscil·latòria o no oscil·latòria de curta duració generalment fortament esmorteïda i que dura com a màxim alguns mil·lisegons.

Són variacions brusques del valor de la tensió d’alimentació, aquests valors poden superar vàries vegades el valor nominal de la tensió d’alimentació. Aquests tipus de sobretensions poden afectar equips elèctrics o determinats elements.

La norma [3] diferencia dos tipus de sobretensions transitòries: d’origen atmosfèric o degudes a maniobres.

Les sobretensions degudes a maniobres tenen generalment una amplitud inferior a les sobretensions produïdes per un llamp. Però el temps de pujada pot ser més ràpid i la sobretensió pot tenir una duració més prolongada. En molts casos es més interesant conèixer el valor del corrent transitori, ja que pot aportar més informació sobre aquesta pertorbació.

La norma [4] no estableix cap mètode de mesura específic per alta tensió, però indica alguns aspectes a tenir en compte a l’hora de realitzar la mesura de les tensions transitòries. La detecció, classificació i caracterització de les tensions transitòries són difícils de registrar.

Els transitoris són difícils de mesurar, depenen de la naturalesa de què prové el transitori. L’aïllament de l’equip de mesura és el principal problema, ja que els valors poden ser molt elevats en un transitori de fase a terra, les mesures normalment es realitzen entre fases o entre fase i neutre.


14

2.3.8 Desequilibri de la tensió subministrada

La norma [3] defineix un desequilibri de tensió com l’estat en el qual el valor eficaç de les tensions de cada fase o el desfasament entre elles, en un sistema trifàsic, no són iguals.

El càlcul del desequilibri de tensió es pot realitzar mitjançant el mètode de components simètrics, a través de descompondre un sistema desequilibrat amb tres sistemes equilibrats, utilitzant els components directe, invers i homopolar.

Segons la norma [3], en condicions normals d’explotació, durant cada període d’una setmana, el 95% dels valors eficaços calculats en períodes de 10 min. del component invers de la tensió d’alimentació s’ha de situar entre el 0% i el 2% del component directe.

La norma [4] indica que el desequilibri de tensió s’avaluarà utilitzant el mètode dels components simètrics. A part del component positiu, en un desequilibri existeixen dos components més, el negatiu i homopolar.

El component fonamental del valor eficaç de la tensió de la tensió es mesura amb intervals de temps de 10 s per una freqüència de 50 Hz.

El component negatiu (u2) és avaluat amb la següent equació (3):

𝑢! =

!"#üè!"#$ !"#$%&'$!"#üè!"#$ !"#$%$&'

· 100 (3)

En sistemes trifàsics el component negatiu és calculat mitjançant la següent equació (4), el valor de beta (β) es calcula amb l’equació (5).

𝑢! =!! !!!·!!! !!!·!

· 100 (4)

𝛽 = !!"! !!!"! !!!"!

!!"! !!!"! !!!"!! (5)

El component homopolar (u0) és avaluat amb la següent equació (6):

𝑢! =!"#üè!"#$ !!"!#!$%&!"#üè!"#$ !"#$%$&'

· 100 (6)

Per equips de mesura de tipus A, l’exactitud del equips ha de tenir una tolerància de ± 0,15 % de la tensió declarada (Udin).


15

2.3.9 Tensions harmòniques

La norma [3] defineix una tensió harmònica com la tensió sinusoïdal la qual la freqüència de la qual és múltiple enter de la freqüència fonamental de la tensió d’alimentació. Les tensions harmòniques poden ser avaluades com:

• Individualment, segons la seva amplitud relativa (uh) amb relació a la tensió fonamental (U1)on h presenta l’ordre de l’harmònic.

• Globalment, és a dir, segons el valor de la taxa de distorsió harmònica (THD), calculada utilitzant l’equació (7).

Figura 1. Taula extreta de la norma UNE 50160, on es mostren els valors de les tensions harmòniques individuals fins l’harmònic 25, expressada amb el percentatge de la tensió nominal.

Figura 2. Taula extreta de la normativa IEEE Std 1250-1995, on s’indica el valor límit de la distorsió harmònica en funció de la tensió nominal de la línia.

𝑇𝐻𝐷 = 𝑢! !!"!!! (7)


16

Segons la norma [3], en condicions normals d’explotació, durant el 95% dels valors eficaços calculats en períodes de 10 min. no han de sobrepassar els valors mostrats en la Figura 1:

La [3] estableix que la taxa de distorsió harmònica total de la tensió subministrada (comprenent tots els harmònics fins a l’ordre 40) no ha de sobrepassar el 8%.

La normativa [1], recomana que per tensions superiors a 132 kV, el valor del THD sigui inferior a 1.5 %, tal com mostra en la Figura 2.

La norma [4] indica que per a la mesura de la tensió harmònica, amb equips de tipus A, es realitzarà d’acord a la norma IEC 61000-4-7:2002.

3 Sots de tensió

3.1 Introducció

En aquest capítol s’analitzen els sots de tensió amb més profunditat, per intentar entendre una mica més el seu comportament en les càrregues i el que succeeix quan travessen equips que poden modificar les seves característiques.

Els sots de tensió normalment són caracteritzats per la duració i profunditat, en aquest cas es vol caracteritzar més els sots de tensió. En els següents punts es defineixen alguns paràmetres que ajudaran a entendre millor aquest tipus de pertorbació.

La norma [2], defineix un sot de tensió com la disminució del valor eficaç de la tensió entre 0.9 i 0.1 p.u. de la tensió nominal, i la duració ha d’estar compresa entre 0,5 cicles (10 ms) i 1 minut.

3.2 Origen dels sots

L’origen dels sots de tensió ve determinat per diferents causes, a continuació s’anomenen les principals causes que els originen:

• Faltes a la xarxa elèctrica • Arrencada de grans motors d’inducció • Canvis sobtats de càrrega

Les faltes que es produeixen a la xarxa elèctrica poden ser de diferent caràcter, però la principal causa són els curtcircuits produïts en algun punt de la xarxa. Una altra falta que pot afectar són les descàrregues atmosfèriques, com per exemple un llamp. Un altre fenomen que pot provocar un sot de tensió és la fallada d’algun element, com pot ser la contaminació o fallada d’un aïllador. El contacte d’algun animal, arbre o algun tipus


17

d’accident amb un o alguns conductors de la línia són altres elements que poden provocar un sot de tensió.

L’arrencada de grans motors d’inducció provoquen sots de tensió perquè en el moment de l’arrancada la intensitat és molt elevada i això provoca que la tensió decaigui.

La connexió de càrregues elevades de forma sobtada provoca que en el moment de la connexió el valor de la tensió decaigui.

3.3 Caracterització d’un sot teòric

En aquest apartat es descriuran els diferents paràmetres que defineixen un sot de tensió. Per poder avaluar un sot és necessari identificar les característiques principals que defineixen un sot de tensió, que són les següents: tipologia, punt inicial, punt de recuperació, duració i profunditat.

3.3.1 Tipologia del sot de tensió en funció de la falla que els origina

En aquest apartat es determinaran els diferents tipus de sot de tensió a partir de la falla que el provoca.

L’origen de la falta té una influència directa en la tipologia del sot de tensió, ja que depèn de l’origen aquest pot ser igual o diferent en cada una de les fases del sistema.

En un sistema elèctric de potència es poden produir les següents faltes:

• Falta trifàsica • Falta trifàsica a terra • Falta fase-terra o monofàsica • Falta fase-fase • Falta fase-fase-terra

A continuació es descriuen els diferents tipus de sots de tensió en funció de la falta que els produeix.

3.3.1.1 Falta trifàsica, tipus A En la Figura 3 es representa l’esquema d’un sistema trifàsic en el moment que es produeix una falta trifàsica al punt f.

En la Figura 4 es representa l’esquema d’un sistema trifàsic en el moment en que es produeix una falta trifàsica a terra al punt f.


18

En la Figura 5 es mostra el diagrama fasorial de les tensions de línia per un sot de tensió de tipus A.

Les faltes trifàsiques i trifàsiques a terra originen sots de tensió denominats simètrics o de tipus A. La tensió durant el sot de tensió en el punt pcc, amb variables de línia, vénen determinats per l’equació (8):

𝑉!" =

!!· ℎ · 𝑉 + 𝑗 · !

!· 𝑉 · ℎ

𝑉!" = −𝑗 · 3 · 𝑉 · ℎ

𝑉!" = − !!· ℎ · 𝑉 + 𝑗 · !

!· 𝑉 · ℎ

(8)

On h és la profunditat del sot de tensió, s’entén com profunditat la tensió residual que existeix en el punt pcc durant el sot de tensió.

Figura 3. Esquema d’un sistema trifàsic en el moment en què es produeix la falta trifàsica al punt f.

Figura 4. Esquema d’un sistema trifàsic en el moment en què es produeix la falta trifàsica a terra al punt f.


19

Figura 5. Diagrama fasorial d’un sot de tensió de tipus A.

3.3.1.2 Falta fase-terra, Tipus B

En la Figura 6 es representa l’esquema d’un sistema trifàsic en el moment que es produeix una falta fase-terra al punt f.

En la Figura 7 es mostra el diagrama fasorial de les tensions de línia per un sot de tensió de tipus B.

Les faltes fase-terra originen sots de tensió denominats de tipus B. La tensió durant el sot de tensió en el punt pcc, amb variables de línia, vénen determinats per l’equació (9).

𝑉!" =

!!+ ℎ · 𝑉 + 𝑗 · !

!· 𝑉

𝑉!" = −𝑗 · 3 · 𝑉

𝑉!" = − !!− ℎ · 𝑉 + 𝑗 · !

!· 𝑉

(9)

Figura 6. Esquema d’un sistema trifàsic en el moment en què es produeix la falta d’una fase-terra al punt f.


20

Figura 7. Diagrama fasorial d’un sot de tensió de tipus B.

3.3.1.3 Falta fase-fase, Tipus C

En la Figura 8 es representa l’esquema d’un sistema trifàsic en el moment que es produeix una falta fase-terra al punt f.

En la Figura 9 es mostra el diagrama fasorial de les tensions de línia per un sot de tensió de tipus C.

Les faltes fase-terra originen sots de tensió denominats de tipus C. La tensió durant el sot de tensió en el punt pcc, amb variables de línia, vénen determinats per l’equació (10).

𝑉!" =

!!· 𝑉 + 𝑗 · !

!· 𝑉 · ℎ

𝑉!" = −𝑗 · 3 · 𝑉 · ℎ

𝑉!" = − !!· 𝑉 + 𝑗 · !

!· 𝑉 · ℎ

(10)

Figura 8. Esquema d’un sistema trifàsic en el moment en què es produeix la falta d’una fase-fase al punt f.


21

Figura 9. Diagrama fasorial d’un sot de tensió de tipus C.

3.3.1.4 Falta fase-fase-terra, Tipus E

En la Figura 10 es representa l’esquema d’un sistema trifàsic en el moment que es produeix una falta fase-fase-terra al punt f.

En la Figura 11 es mostra el diagrama fasorial de les tensions de línia per un sot de tensió de tipus E.

Les faltes fase-terra originen sots de tensió denominats de tipus C. La tensió durant el sot de tensió en el punt pcc, amb variables de línia, vénen determinats per l’equació (11).

𝑉!" =

!!+ 1 · 𝑉 + 𝑗 · !

!· 𝑉 · ℎ

𝑉!" = −𝑗 · 3 · 𝑉 · ℎ

𝑉!" = − !!− 1 · 𝑉 + 𝑗 · !

!· 𝑉 · ℎ

(11)

Figura 10. Esquema d’un sistema trifàsic en el moment en què es produeix la falta d’una fase-fase-terra al punt f.


22

Figura 11. Diagrama fasorial d’un sot de tensió de tipus E.

3.3.2 Tipologia del sot de tensió per càrregues amb connexió triangle

En els punts anteriors s’han definit els tipus de sots de tensió per a càrregues connectades amb estrella amb neutre. En aquest apartat es definiran els tipus de sots de tensió per càrregues connectades amb triangle i amb estrella sense neutre.

En la Taula 1 es mostra el canvi de tipus de sot de tensió quant la càrrega està connectada en triangle o estrella sense neutre. Ja que com que no es disposa de neutre en aquest dos tipus de connexió, la tensió de línia és igual a la tensió de fase i per tant la càrrega percep el sot de tensió de diferent manera.

Per tant la connexió de les càrregues en una línia elèctrica té una influència directa, ja que en funció de la connexió la càrrega tindrà una percepció del sot de tensió o una altra.

En els següents punts es defineixen el tipus de sots que s’originen quan les càrregues reben un sot de tipus B, C o E. El sot de tipus A no canvia de tipologia tot i que estigui connectat en estrella o triangle, ja que com que és un sot en què es produeix en les 3 fases la profunditat d’aquest sot és igual en totes elles.

Els sots de tipus B, en el cas que la càrrega estigui connectada amb triangle o amb estrella sense neutre, aquest sots són vistos per la càrrega com a sots de tipus C.

Tipus de càrrega Tipus de falta Estrella amb neutre a

terra Triangle / estrella sense

neutre a terra Trifàsica

Trifàsica a terra Tipus A Tipus A

Fase-terra Tipus B Tipus C Fase-fase Tipus C Tipus D

Fase-fase-terra Tipus E Tipus F Taula 1. Taula resum dels sots de tensió en funció del tipus de falta i de la connexió de la càrrega.


23

3.3.2.1 Tipus D Els sots tipus C són vistos per les càrregues connectades en triangle o estrella sense neutre com un sot de tipus D. La tensió durant el sot de tensió en el punt pcc, amb variables de línia, vénen determinats per l’equació (12).

En la Figura 12 es mostra el diagrama fasorial de les tensions de línia per un sot de tensió de tipus D.

𝑉!" =

!!· ℎ · 𝑉 + 𝑗 · !

!· 𝑉

𝑉!" = −𝑗 · 3 · 𝑉

𝑉!" = − !!· ℎ · 𝑉 + 𝑗 · !

!· 𝑉

(12)

Figura 12. Diagrama fasorial d’un sot de tensió de tipus D.

3.3.2.2 Tipus F

Els sots tipus E són vistos per les càrregues connectades en triangle o estrella sense neutre com un sot de tipus F. La tensió durant el sot de tensió en el punt pcc, amb variables de línia, vénen determinats per l’equació (13).

En la Figura 13 es mostra el diagrama fasorial de les tensions de línia per un sot de tensió de tipus F.

𝑉!" =!!· ℎ · 𝑉 + 𝑗 · ! !!!

!· 𝑉

𝑉!" = −𝑗 · ! !!!!

· 𝑉

𝑉!" = − !!· ℎ · 𝑉 + 𝑗 · ! !!!

!· 𝑉

(13)


24

Figura 13. Diagrama fasorial d’un sot de tensió de tipus F.

3.3.3 Tipologia del sot de tensió en funció de la connexió dels transformadors

Quant un sot de tensió es produeix en el primari d’un transformador, en funció del tipus de connexió del transformador el sot de tensió pot canviar la seva tipologia al passar del primari al secundari i viceversa.

A la Taula 2 es classifiquen els transformadors en funció de la influència en la transmissió dels sots de tensió, en aquesta classificació es diferencien tres grups. Els índex horaris no tenen una afectació directa, ja que només realitzen un gir de 120º entre les tensions del primari i del secundari.

Grup Connexions Índexs horaris I YNyn 0, 4, 8, 6, 10, 2

II YNy Yyn Yy Dd Dz Dzn

0, 4, 8, 6, 10, 2

III Dyn Dy YNd Yd YNz Yzn Yz

1, 5, 9, 7, 11, 3

Taula 2. Classificació dels transformadors en funció de la influència en la transmissió de sots de tensió.

A la Taula 3 es mostra el tipus de sot que rep una càrrega connectada amb estrella a terra, connectada al secundari del transformador, quan al primari es produeix un sot de tensió.

Les connexions dels transformadors pel grup I, no presenten cap tipus de modificació al passar del primari al secundari del transformador. I el sot de tipus A no canvia la seva tipologia en cap del tres grups de connexió dels transformadors.


25

En els grups II i III els sots de tensió canvien la tipologia al passar del primari al secundari del transformador.

Transformador Tipus de sot de tensió al primari del transformador Grup Connexions A B C D E F G I YNyn A B C D E F G II Yy Dd Dz A D C D G F G III Dy Yd Yz A C D C F G F

Taula 3. Transferència dels sots de tensió del primari al secundari d’un transformador en funció de les connexions del transformador.

3.3.3.1 Tipus G

El pas dels sots de tensió a través dels transformadors originen un altre tipus de sot, el tipus G. Aquest sot es produeix quan un sot de tipus E passa al secundari d’un transformador del grup II. I també en el cas que un sot de tensió de tipus F que es transferit al secundari d’un transformador del grup III.

En la Figura 14 es mostra el diagrama fasorial de les tensions de línia per un sot de tensió de tipus G.

La tensió durant el sot de tensió en el punt pcc, amb variables de línia, vénen determinats per l’equació (14).

𝑉!" =!!!!

· 𝑉 + 𝑗 · !!· 𝑉 · ℎ

𝑉!" = −𝑗 · 3 · 𝑉 · ℎ

𝑉!" = − !!!!

· 𝑉 + 𝑗 · !!· 𝑉 · ℎ

(14)

Figura 14. Diagrama fasorial d’un sot de tensió de tipus G.


26

3.4 Caracterització d’un sot teòric

3.4.1 Punt inicial del sot de tensió

Els sots de tensió tenen un instant de temps on es produeix l’inici de la caiguda de tensió en alguna de les fases, aquest instant en què el valor de la tensió comença a decréixer pel davall del valor nominal, aquest instant de temps es defineix com el punt inicial del sot de tensió, tal i com s’indica en la Figura 15.

El punt inicial del sot es defineix com l’angle de fase (θi) de la tensió fonamental en l’instant que es produeix el sot. Angle de fase quan es produeix el sot. Aquest angle sempre serà el de la fase de referència, en aquest cas la L1. Aplicant l’equació (15) s’obté l’angle de fase amb graus (°).

𝜃! 𝑉! = 𝑑𝑖𝑣𝑖𝑠𝑖𝑜𝑛𝑠 · 𝑔𝑟𝑎𝑢𝑠 𝑑!𝑢𝑛𝑎 𝑑𝑖𝑣𝑖𝑠𝑖ó (15)

Figura 15. Grafica temporal del punt inicial del sot de tensió.

3.4.2 Punt de recuperació del sot de tensió

Tot sot de tensió té un instant de temps en què es recupera el valor nominal de la tensió en totes les fases del sistema, aquest instant de temps és el que es denomina punt de recuperació del sot de tensió, tal i com s’indica en la Figura 16.

El punt de recuperació del sot es defineix com l’angle de fase (θr) de la tensió de fonamental en l’instant que es recupera el valor de la tensió. És l’angle de fase en l’instant de temps que es normalitza el valor de la tensió. Aplicant l’equació (16) s’obté l’angle de fase amb graus (°).

𝜃! 𝑉! = 𝑑𝑖𝑣𝑖𝑠𝑖𝑜𝑛𝑠 · 𝑔𝑟𝑎𝑢𝑠 𝑑!𝑢𝑛𝑎 𝑑𝑖𝑣𝑖𝑠𝑖ó (16)


27

Figura 16.Grafica temporal del punt de reucperació del sot de tensió.

3.4.3 Duració del sot de tensió

La duració del sot de tensió és el temps que discorre des que el valor de la tensió és inferior a 0,9 p.u. i superior a 0,1 p.u., fins que torna a recuperar el valor de 0,9 p.u. Tal i com s’indica en la Figura 17.

Per tant, la duració es calcula realitzant la diferència entre el punt final en què el valor de la tensió ja ha sobrepassat els 0,9 p.u. i el punt inicial en què el valor és inferior a 0,9 p.u. Tal i com s’expressa en l’equació (17). Les unitats d’aquest paràmetre són segons.

𝐷𝑢𝑟𝑎𝑐𝑖ó = 𝑃𝑢𝑛𝑡 𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 𝑉 > 0,9 − 𝑃𝑢𝑛𝑡 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑉 < 0,9 (17)

Figura 17.Grafica on s’indiquen el punt inicial i el punt final del sot tensió.

3.4.4 Profunditat del sot de tensió

La profunditat del sot de tensió o també anomenada caiguda de tensió, és la diferència entre la tensió eficaç en l’instant de temps en què es produeix el sot i el punt de mínima tensió del sot. Tal i com s’indica en la Figura 18.


28

Per tant, la profunditat es calcula realitzant la diferència entre el valor de la tensió en l’instant d’inici i el punt de mínima tensió del sot, tal i com s’indica en l’equació (18). Les unitats d’aquest paràmetre són valors per unitat (p.u.).

𝑃𝑟𝑜𝑓𝑢𝑛𝑖𝑡𝑎𝑡 = 𝑉!"#$ !"!#!$% !"# !"# − 𝑉!"#$ !í!"#$ !"#$%ó (18)

Figura 18 .Grafica on s’indiquen els punts inicial i de mínima tensió del sot.

3.5 Caracterització d’un sot real

A l’hora de realitzar la caracterització dels sots en funció dels paràmetres mencionats anteriorment, és necessari establir uns criteris per tal de normalitzar l’anàlisi dels sots i així poder comparar els diferents sots i treure unes conclusions.

Els càlculs i la realització dels gràfics necessari per realitzar la caracterització del sot es realitzaran amb el programa Excel.

Per això en aquest apartat es definiran els criteris a seguir a l’hora de realitzar les mesures, càlculs i accions dels diferents paràmetres que caracteritzen un sot de tensió.

3.5.1 Punt inicial del sot de tensió

Per determinar el punt inicial del sot de tensió s’ha de tenir en compte que el pendent límit entre dos punts consecutius serà de 0,1 p.u. / 5 ms.

La durada mínima d’un sot de tensió, tal i com estableix la normativa anteriorment mencionada, és de 10 ms. Per tant, el cas hipotètic més desfavorable és el d’un sot molt suau i curt possible, això significa que en 10 ms el valor de la tensió ha de tenir una caiguda de tensió (5 ms) i una recuperació d’aquesta (5 ms). El valor de la profunditat del sot ve determinat pel valor frontera que estableix la normativa. Aquesta indica que perquè una caiguda de tensió es pugui considerar un sot ha de tenir una profunditat igual o inferior al 0,9 p.u. del valor nominal de la tensió.


29

Com que l’analitzador en el cas dels sots de tensió enregistra valors cada 0,625 mil·lisegons (ms) el valor del pendent és pot veure afectat ja que en un instant de temps tan curt el valor de la tensió pot oscil·lar molt, això provoca que el valor del pendent sigui molt impulsiu (presentar molts alts i baixos). Per evitar aquest fenomen es va adoptar el següent criteri, realitzar una mitjana de 4 registres (2,5 ms) que determinaran un punt de la recta, i la mitjana dels 4 registres següents (2,5 ms) que formen l’altre punt de la recta. Aquestes mitjanes són tractades com a un únic valor i així evitem que el pendent sigui impulsiu. Tal i com expressa l’equació (19).

𝑚 = !!!!!!!!!!

(19)

Per considerar el punt inicial del sot i poder determinar l’angle de fase es busca el punt de la mitjana que té un pendent superior al 0,3 p.u. El punt d’inici del sot serà l’instant de temps del primer registre de la mitjana dels 4 registres que formen el punt.

En aquest cas quant es realitzi la gràfica del punt inicial del sot de tensió es realitzarà amb un increment de 0.04 s, així cada divisió de l’eix X equivaldrà a 18°.

3.5.2 Punt de recuperació del sot

Per determinar el punt de recuperació el sot de tensió es determina quan el pendent entre dos punts consecutius sigui igual o inferior a 0,3 p.u.

Per realitzar el càlcul del pendent es realitza el mateix procediment que en el punt d’inici del sot. On es feia la mitjana de 4 registres per obtenir un punt, i així evitar que el pendent sigui impulsiu.

El punt de recuperació del sot de tensió serà l’instant de temps després d’un pendent superior a 0,3 p.u. , i per tant serà el primer registre de la mitjana de 4 registres que el pendent sigui inferior a 0,3 p.u.

En aquest cas quant es realitzi la gràfica del punt inicial del sot de tensió es realitzarà amb un increment de 0.04 s, així cada divisió de l’eix X equivaldrà a 18°.

3.5.3 Duració del sot

Per realitzar el càlcul de la duració del sot, és convenient fixar uns criteris a l’hora d’escollir el punt inicial i final. Com ja s’ha definit anteriorment, la duració és el temps que discorre des que el valor de la tensió d’una fase és inferior a 0,9 p.u. fins que el valor de la tensió de totes les fases és superior a 0,9 p.u.

Per escollir el punt inicial es pren com a referència que serà l’últim registre en què el valor de la tensió sigui superior a 0,9 p.u. Pel que fa al punt final, es pren com a referència el


30

primer valor de la tensió, un cop el sot s’està recuperant, que superi el la frontera de 0,9 p.u.

3.5.4 Profunditat del sot

Per realitzar el càlcul de la profunditat del sot es necessita conèixer el valor de la tensió en el punt inicial del sot i el valor mínim de la tensió durant el sot. Els criteris a seguir per obtenir la profunditat seran escollir els punts adequadament.

3.5.5 Tipologia del sot de tensió

Per determinar el tipus de sot en funció el tipus de fallada és necessari realitzar el diagrama fasorial de les tensions de línia. L’analitzador mesura i enregistra el valor de la tensió de fase, per poder obtenir el mòdul i l’angle de cada una de les fases és necessari calcular el valor de la tensió de línia.

Per calcular el valor de la tensió de línia és necessari establir els desfasaments de la tensió de fase tal com es mostra en l’equació (20).

𝑉!" = 𝑉!" ∠0°

𝑉!" = 𝑉!" · 𝑎∗ = 𝑉!" ∠− 120°𝑉!" = 𝑉!" · 𝑎 = 𝑉!" ∠120°

(20)

On:

𝑎 = 𝑒!·

!!! = − !

!+ 𝑗 · !

!

𝑎 ∗= 𝑒!·!!! = − !

!− 𝑗 · !

!

(21)

Un cop obtinguts els valors de fase, aplicant l’equació (22) s’obtenen els valors de la tensió de línia.

𝑉!" = 𝑉!" − 𝑉!"𝑉!" = 𝑉!" − 𝑉!"𝑉!" = 𝑉!" − 𝑉!"

(22)

Degut a que a cada instant de temps podem realitzar un diagrama fasorial, es pren el criteri realitzar-lo en l’instant de temps mig del sot. Per obtenir el punt de duració mitja del sot de tensió es dividirà el temps del sot entre 2, el resultat ens donarà un instant de temps que serà el punt mig del sot, si el resultat de la divisió no coincideix amb els instants de temps dels registres és procedirà a agafar el següent punt del registre.


31

Per a la realització dels diagrames fasorials s’utilitzarà el programa GeoGebra. Programa que permet realitzar diagrames amb facilitat.

Es representen els valors de les tensions compostes gràficament juntament amb els valors nominals de les tensions, per facilitar i fer més fàcil la comparació dels gràfics obtinguts amb els tipus de sots estàndards.

Es realitzarà una comparació entre els tipus de sots teòrics i els obtinguts en la realització del diagrama en cada cas per poder determinar amb quin tipus de sot s’assembla el sot real enregistrat.

El transformador de què disposa la companyia te una connexió YNd11, per tant aquest element es classificat de categoria 3, tal com indica la Taula 2, i al passar per el transformador el sot de tensió canviarà la tipologia.

Les càrregues en alta tensió de què disposa l’empresa estan connectades amb estrella amb neutre a terra, per tant tal i com indica la Taula 1 no es veuran afectades pel tipus de connexió de la càrrega. Les càrregues veuran el mateix sot de tensió que es veurà a bornes del secundari del transformador.

4 Analitzador de xarxes

4.1 Equip instal·lat

En aquest cas, l’analitzador de xarxes instal·lat en el centre de transformació és un analitzador de la marca Schneider i model Power Logic ION7650, propietat de l’empresa.

El Power Logic ION7650 és un dispositiu d’altes prestacions, adequat per realitzar mesures de la qualitat del subministrament elèctric en xarxes de mitja i alta tensió.

Aquest dispositiu està certificat com a tipus A segons la normativa [4], que defineix de manera molt rigorosa els mètodes de mesura i interpretació dels paràmetres de la qualitat elèctrica i de la xarxa elèctrica. El ION7650 també compleix els requisits de la norma [3].

4.2 Característiques tècniques

Les principals característiques s’anomenen a continuació:

• L’usuari pot configurar notacions dels estàndards IEC o IEEE, funcions lògiques i matemàtiques.

• Rellotge intern de 12/24 hores en diferents formats de data i hora. Sincronitzable amb GPS.

• Mesures d’alta precisió (1 segon) i d’alta velocitat (1/2 cicle).


32

• Compensació de les pèrdues dels instruments i de la línia. • Compliment de la normativa EN 50160 com equip de supervisió de la qualitat del

subministrament elèctric, realitzant càlculs dels valors elèctrics i estadístics segons la norma.

• Compliment de la normativa IEC 61000-4-30 com a instrument de mesura de tipus A.

• Compliment de les normatives IEC 61000-4-7 d’harmònics i interharmònics. • Compliment de les normatives IEC 61000-4-15 senyalització de fluctuacions. • Mesura de l’energia i demandada energètica amb quatre quadrants. • Detecció de sots i pics de tensió, qualitat de l’ona. • Captura de la forma d’ona en 1024 mostres/cicle. • Mesura completa de la distorsió harmònica, fins l’harmònic 63º, i dels

interharmònics. • Càlcul dels components simètrics en tensió i corrent. • Detecció de transitoris a 20 µs amb una freqüència de 50 Hz. • Detecció de la direcció de les pertorbacions, indica si la pertorbació s’ha produït

aigües amunt o aigües avall de la ubicació del dispositiu. • 5 ports de comunicació: Ethernet, mòdem, RS 232/485, RS 485 i òptic. • 4 entrades analògiques, 4 sortides analògiques, 16 entrades digitals i 7 sortides

digitals. • Protocols: Modobus RTU esclau/mestre, ModobusTCP,DNP 3.0, MV-90 • 65 punts d’ajust per a alarmes i control. • Funció de servidor web.

4.3 Configuració

En aquest cas la instal·lació i posada en marxa de l’equip, en el centre de transformació propietat de l’empresa, ha estat realitzada pel fabricant del producte.

A continuació es descriuen les principals característiques de la configuració de l’equip.

4.3.1 Ubicació

L’analitzador de xarxes està ubicat en el centre de transformació que l’empresa posseeix en la seva propietat. El punt on es realitzen les mesures és justament abans del transformador reductor del centre de transformació, tal i com s’indica en la Figura 19. Per tant, les mesures es realitzen en la part de molt alta tensió (MAT).


33

4.3.2 Esquema de la connexió de l’equip

Figura 19. Esquema de connexionat de l’analitzador de xarxes en la linia de MAT.

En la Figura 19 es mostra l’esquema de connexió del dispositiu en la línia de MAT.

Tal i com mostra la Figura 19 l’analitzador consta de dos sistemes de mesura, un sistema que mesura la intensitat i un sistema que mesura el valor de la tensió.

Per realitzar les mesures d’aquests paràmetres es necessari la utilització de transformadors d’intensitat i de tensió. Aquests dispositius tenen una relació de transformació entre el primari i el secundari, això permet que el dispositiu treballi amb valors molt mes inferiors als nominals.

El dispositiu només mesura aquests dos paràmetres, ja que la resta de paràmetres són calculats pel propi dispositiu.

4.3.3 Períodes de temps

Els períodes de temps per realitzar les mesures són els estipulats per la norma [3], per tal de poder avaluar els paràmetres amb la normativa, i així extreure conclusions i valors comparables.


34

Aquests períodes de temps que indica la normativa han sigut anteriorment mencionats en el capítol 3, on s’ha indicat per cada pertorbació els períodes de temps.

Pel que fa els sots de tensió, l’analitzador registra valors quan es produeix el sot cada 0,625 ms. La norma considera un sot quan la caiguda de tensió supera mig cicle (5ms), això ens indica que l’analitzador realitza 8 registres en mig cicle.

4.4 Software ordinador

El software instal·lat és de la marca Schneider anomenat Power Monitoring Expert.

Aquest software és una eina ideada per gestionar els consums d’energia. Permet gestionar informació procedent de dispositius de mesura i de control instal·lats a les mateixes instal·lacions o en ubicacions remotes. Es poden realitzar anàlisis de la qualitat i fiabilitat de l’energia.

El software admet múltiples normes i protocols de comunicacions per dispositius de mesura intel·ligents. Admet la connexió a sistemes de mesura ja existents, a través de sistemes de comunicació com Modobus, OPC, DNP i XML.

El programa utilitza les edicions de Microsoft SQL Server 2008 per poder accedir a bases de dades instal·lades al servidor de base de dades del sistema o a un servidor primari.

El programa consta de diferents aplicacions per construir, supervisat, mantenir i personalitzar el sistema. A continuació es descriuen els principals components del software.

4.4.1 Aplicació de supervisió

Aquesta aplicació està pensada per realitzar feines diàries de supervisió de l’energia. Aquesta supervisió es pot realitzar de dues maneres, a través del mateix programa amb l’aplicació Vista o a través de l’aplicació web, a la Figura 20 es mostra una captura de pantalla de l’aplicació.

L’aplicació Vista mostra informació en temps real i l’històric de cada paràmetre, objectes visuals que indiquen l’estat actual del sistema i objectes interactius que s’utilitzen per realitzar determinades accions, com pot ser el restabliment de comptadors.

L’aplicació web permet realitzar algunes accions a través d’internet. Es poden atendre els requisits de supervisió d’energia. Algunes de les accions que és poden realitzar són: accedir al quadre de comandaments, visualitzar els diagrames i taules, accedir a informes, consultar alarmes i al registre d’esdeveniments.


35

Figura 20. Captura de pantalla de l’aplicació Vista del programa Power Monitoring Expert.

4.4.2 Aplicació de gestió

Aquesta aplicació ajuda a conFigurar i mantenir el sistema de gestió d’energia, és denominada Management Console, a la Figura 21 es mostra una captura de pantalla de l’aplicació.

Aquest component del software permet agregar i conFigurar els diferents components de la xarxa com poden ser servidors, comunicacions i dispositius. Les principals accions que es poden realitzar s’anomenen a continuació:

• Administrador d’usuaris • Administrador de llicències • Administrador de conFiguració d’informes • Desactivar alarmes • Administrador de monitors d’esdeveniments • Aplicació Designer • Actualitzador de dispositius • Editors de dispositius lògics • Administrador de jerarquia • ConFiguració de mòdems remots • Virtual Processor Setup • Importador de dispositius Modobus • Editor de períodes horaris


36

Figura 21. Captura de pantalla de l’aplicació Managment Console del programa Power Monitoring Expert.

4.4.3 Aplicació de programació

Aquesta aplicació permet personalitzar els elements del sistema i configurar dispositius de tercers perquè el sistema els reconegui i els utilitzi. Les principals eines són les següents:

Designer: Permet realitzar una àmplia gama de funcions, des de configurar registres de conFiguració de dispositius ION connectats a la xarxa fins a crear programacions complexes utilitzant una combinació de mòduls ION a partir de nodes de hardware o de software. A la Figura 22 es mostra una captura de pantalla de l’aplicació.

Importador de dispositius Modbus: Aquesta eina permet integrar dispositius Modbus a tercer a la xarxa.


37

Figura 22. Captura de pantalla de l’aplicació Designer del programa Power Monitoring Expert.

4.4.4 Serveis de ION

Els components fonamentals del producte s’executen amb serveis de Windows. Això permet que els servidors continuïn supervisant el sistema de gestió de l’energia quan no hi ha cap usuari connectat al sistema. En cas que hi hagi un tall de subministrament elèctric, el sistema es tornarà a connectar automàticament quan es restableixi el subministrament elèctric.

4.5 Registres dels paràmetres d’energia elèctrica

L’analitzador de xarxes enregistra els paràmetres de l’energia elèctrica a la base de dades, ja sigui en la memòria del dispositiu o en el servidor, amb el format de text (.txt).

Les unitats dels diferents paràmetres en què l’analitzador guarda els registres són les següents:

• Tensió: Volt (V) • Intensitat: Amper (A) • Freqüència: Hertz (Hz) • Flickers: valor per unitat (p.u.) • Harmònics: tant per cent (%) • Potències: watt (W), volt amper (VA), volt amper reactius (VAr) • Desequilibri de tensió (VUF): tant per cent (%)


38

La base de dades permet una ràpida edició d’aquests paràmetres per poder ser tractades amb altres eines més potents. En aquest cas l’eina utilitzada per realitzar càlculs i gràfics es el programa Microsoft Office Excel.

4.6 Períodes de registre

Al novembre del 2014 es va instal·lar l’analitzador de xarxes, per tant des d’aquella data es tenen emmagatzemades fins a dia d’avui totes les dades.

4.7 Criteris per l’anàlisi de les pertorbacions registrades

Per realitzar l’anàlisi de les pertorbacions registrades es seguirà estrictament el que diu la norma [3] sobre la qualitat del subministrament elèctric, es realitzaran en períodes d’una setmana.

Amb tots els valors es realitzaran gràfics en períodes d’una setmana, agafant com a primer dia de la setmana el dilluns i l’últim el diumenge. Les hores seran expressades en el format hh:mm.

La normativa [3] estableix que els valors han de ser la mitjana en períodes de 10 minuts, per tant cada hi haurà 1008 mostres/setmana.

4.7.1 Freqüència

L’analitzador dóna diferents valors, com el valor màxim, mínim i la mitjana en intervals de 10 minuts. En aquest cas ens centrarem amb el valor mitjà de cada període, ja que és al qual la normativa [3] fa referència.

S’extreuen les dades de la base de dades i són tractades amb l’eina de treball Excel. Amb l’ajuda d’aquest programa es realitza el gràfic de tot el període seleccionat i s’estableixen els límits establerts per la [3].

En aquest cas els límits són els següents: 49.5 Hz per al límit inferior i 50.5 Hz per al límit superior.

4.7.2 Variació de la tensió subministrada

En aquest cas l’analitzador ens dóna els valors de la tensió mitjana, màxima i mínima per a cada fase del sistema en períodes de 10 minuts. Però les mostres a tractar seran les mitjanes del valor eficaç de la tensió en cada una de les fases del sistema.


39

Les mostres extrets de la base de dades de l’analitzador seran tractades i es realitzaran els gràfics amb l’Excel. Es realitzarà un gràfic per a cada fase, en cadascun d’aquest gràfics es mostraran els límits establerts per la [3], i en aquest cas s’afegirà el valor nominal de la tensió, per així poder realitzar un estudi més precís.

Cal remarcar, que els valors de la tensió de cadascuna de les fases, serà la tensió de fase, i per tant que el valor nominal d’aquesta serà de 127 kV.

Els límits que la normativa estableix són els següents: el límit inferior és de 114.3 kV i el superior és de 139.7 kV.

4.7.3 Flickers

En el cas dels flickers l’analitzador emmagatzema els valors dels diferents índex de severitat, el de curta i el de llarga duració. Aquests dos paràmetres són enregistrats per cadascuna de les fases del sistema en períodes de 10 minuts. El paràmetre a tractar en aquest estudi, ja que la norma estableix el límit per aquest paràmetres, és l’índex de severitat de llarga duració (Plt).

Les mostres extretes de la base de dades són tractades i es realitzen gràfics amb l’Excel. On es realitzarà un gràfic per a cada fase del sistema, on es mostrarà el valor de cada registre durant el període de la setmana i el límit establert per la normativa [3].

En aquest cas la normativa [3] estableix un límit de d’un 1 p.u.

4.7.4 Desequilibri de la tensió de subministrament

En el cas del desequilibri de tensió l’analitzador no ens dóna cap registre, per tant es procedirà a tractar aquest paràmetre amb l’ajuda de l’Excel. Com que es disposa dels valors de la tensió de fase de cadascuna de les fases es pot calcular el valor del desequilibri de tensió.

Per realitzar el càlcul del desequilibri de tensió és necessari utilitzar valors de línia en la tensió. Per tant, el primer pas a realitzar serà convertir les tensions de fase en tensions de línia aplicant el mètode dels components simètrics. Per realitzar-ho s’han d’establir els angles de fase en cadascuna de les fases. En aquest es pren com a fase de referència la L1. Aplicant les equacions (17 i 18).

Un cop obtingudes les tensions de fase compostes, el següent pas és transformar-les en tensions de línia compostes, aquests valors s’obtenen realitzant la resta complexa entre fases:

Un cop obtingudes les tensions de línia compostes es procedeix a aplicar les equacions (23 i 24).


40

𝑉𝑈𝐹 = 𝑉𝑈𝐹 = !!!!· 100 (23)

On:

𝑉! = 𝑉!" + 𝑎 · 𝑉!" + 𝑎∗ · 𝑉!"𝑉! = 𝑉!" + 𝑎∗ · 𝑉!" + 𝑎 · 𝑉!"

(24)

Amb l’ajuda de l’Excel es realitzaran totes les operacions per tal d’obtenir el tant per cent del desequilibri de tensió i per poder-lo comparar amb el valor límit que estableix la normativa [3]. Aquesta normativa estableix el límit del desequilibri de tensió en un 2%.

4.7.5 Harmònics

L’analitzador enregistra el valor de la distorsió harmònica total per cadascuna de les fases del sistema. Per a cada fase enregistra el valor mínim, màxim i mig del paràmetre en períodes de 10 minuts. En aquest cas ens centrarem amb l’estudi de la mitjana del valor de la distorsió harmònica total (THD), ja que és aquest paràmetre on la normativa [3] estableix el límit.

Les mostres extretes de la base de dades són tractades i es realitzen gràfics amb l’Excel. Es realitzarà un gràfic per a cadascuna de les fases del sistema, on es mostrarà el valor de cada registre durant el període d’una setmana i el límit establert per la normativa [3]. En aquest cas s’afegirà un nou límit, ja que la normativa [1] és més restrictiva en el valor límit.

El límit que estableix la normativa [3] és d’un 8%, mentre que la normativa [1] estableix un límit de 1.5%.

5 Anàlisi general de les pertorbacions registrades Per realitzar l’anàlisi de les diferents pertorbacions que es poden trobar en una línia de MAT, l’empresa ha decidit realitzar els períodes de lectura següents:

• Setmana 1: del 24 al 30 de novembre del 2014 • Setmana 2: del 2 al 8 de febrer del 2015 • Setmana 3: del 24 al 30 d’agost del 2015 • Setmana 4: del 21 al 27 de setembre del 2015

A continuació és realitzarà l’anàlisi dels diferents paràmetres de les setmanes d’anàlisi. En aquest cas l’estudi és realitzarà paràmetre a paràmetre, això permetrà que la interpretació i comparació entre valors sigui mes senzilla i visual.


41

5.1 Freqüència

A continuació es mostren les gràfiques de freqüència de les diferents setmanes analitzades.

En la Figura 23 es pot observar que als períodes nocturns el valor de la freqüència presenta més sobrepics i el valor és més elevat. En els períodes diürns, tot al contrari que els nocturns, la freqüència tendeix a tenir un valor més estable. El dia 30 de novembre el valor va ser mes inestable que qualsevol altre dia de la setmana.

En la Figura 24 es pot observar que en el període de 22:00 a les 00:00 h el valor de la freqüència és més impulsiu que en la resta d’hores del dia. En el moment en què l’empresa deixa de consumir tanta energia el valor de la freqüència presenta un pic més elevat. El valor de la freqüència durant tota la setmana és bastant impulsiu, presentant molts alts i baixos.

En la Figura 25 es pot observar que en el període de 22:00 a les 00:00 h el valor de la freqüència és més impulsiu que en la resta d’hores del dia. En el moment en què l’empresa deixa de consumir tanta energia el valor de la freqüència presenta un pic més elevat. El dia 26 de febrer des de les 21:00 h fins a les 01:00 h del 27 de febrer el valor de la freqüència presenta uns sobrepics més elevats. El valor de la freqüència durant la setmana en els períodes diürns es pot considerar constant en el temps, presentant pocs canvis en el seu valor i aproximant-se al seu valor nominal.

En la Figura 26 es pot observar que el valor de la freqüència durant tota la setmana és molt impulsiu, sobretot en els períodes nocturns. Tendint a ser més estable des de les 10:00 h fins les 16:00 h. El dia 21 de setembre sobre les 23:00 h és va produir un sobrepic en el valor de la freqüència, a la mateixa hora el dia 23 de setembre també es va produir un sobrepic però en aquest cas el valor era inferior al nominal.

Un cop analitzada la freqüència durant les 4 setmanes d’anàlisi, es poden extreure unes conclusions globals. Una conclusió que es pot extreure és que el valor d’aquest paràmetre és més elevat en els períodes nocturns que ens els períodes diürns. Això pot ser perquè a la nit el consum global de la xarxa elèctrica és menor i el fet de la desconnexió de moltes càrregues origina que el valor de la freqüència augmenti en certs instants. També es pot apreciar que la majoria de sobrepics que es produeixen quan l’empresa consumeix més o menys càrrega, en funció dels períodes horaris de la tarifa elèctrica. La majoria d’aquests sobrepics es produeixen a les 00:00 h i ales 08:00 h, hora en la qual l’empresa té una tarifa més econòmica. En els quatre casos d’estudi, el valor nominal de la freqüència està molt per davall dels límits establerts per la normativa, i que el valor és molt pròxim al nominal. En tots els casos el valor de la freqüència està dins els límits establerts per la norma [3].


42

Figura 23. Evolució temporal de la freqüència de la línia durant la setmana del 24 al 30 de novembre de 2014.

Figura 24. Evolució temporal de la freqüència de la línia durant la setmana del 2 al 8 de febrer de 2015.

Figura 25. Evolució temporal de la freqüència de la línia durant la setmana del 24 al 30 d’agost de 2015.

Figura 26. Evolució temporal de la freqüència de la línia durant la setmana del 21 al 27 de setembre de 2015.


43

5.2 Variació de la tensió subministrada

A continuació es mostren les gràfiques de la variació de tensió de les diferents setmanes analitzades.

A la Figura 27 es mostra la tensió de la fase L1, com es pot veure en la Figura el valor de la tensió està dins als límits establerts per la norma [3]. La variació de les dues altres fases és la mateixa. El valor de la tensió durant el transcurs de la setmana ha estat per sobre del valor de la tensió nominal.

També es pot observar que en els períodes nocturns el valor de la tensió augmenta respecte als períodes diürns que es redueix, això es degut que el consum en la xarxa elèctrica és inferior als períodes nocturns, tot i que l’empresa en aquest període augmenti el seu consum per raons econòmiques.

A la Figura 28 es mostra la tensió de la fase L3, com es pot veure en la Figura el valor de la tensió està dins als límits establerts per la norma [3]. La variació de les dues altres fases és gairebé la mateixa. El valor de la tensió durant el transcurs de la setmana ha estat per sobre del valor de la tensió nominal, tret de dos instants que el valor de la tensió ha estat inferior al valor nominal.

Aquests períodes on la tensió ha estat inferior al valor nominal són al dia 3 de febrer des de les 08:00 h fins les 13:00 h. El segon període és el dia 4 de febrer, en aquest dia el valor va ser inferior al nominal des de les 15:00 h fins les 18:00 h.

Es pot observar també que des de les 12:00 h del dia 3 de febrer fins les 00:00 h del dia 5 de febrer el valor de la tensió és molt irregular, presentant molts alts i baixos, respecte els altres dies.

A la Figura 29 es mostra la tensió de la fase L1, com es pot veure en la Figura el valor de la tensió està dins als límits establerts per la norma [3]. La variació de les dues altres fases és gairebé la mateixa. El valor de la tensió durant el transcurs de la setmana ha estat per sobre del valor de la tensió nominal.

Es pot observar també que des de les 08:00 h del dia 27 d’agost fins les 00:00 h del dia 28 d’agost el valor de la tensió es molt irregular, presentant molts alts i baixos, respecte els altres dies.

A la Figura 30 es mostra la tensió de la fase L3, com es pot veure en la Figura el valor de la tensió està dins als límits establerts per la norma [3]. La variació de les dues altres fases és gairebé la mateixa. El valor de la tensió durant el transcurs de la setmana ha estat per sobre del valor de la tensió nominal.

En aquest cas, el valor de la tensió és molt irregular, tot i que no presenta sobrepics molt destacats durant la setmana, presentant un augment del valor de la tensió el dia 27 de setembre.


44

Figura 27. Evolució temporal del valor de la tensió de la fase L1 durant la setmana del 24 al 30 de novembre de 2014.

Figura 28. Evolució temporal del valor de la tensió de la fase L1 durant la setmana del 2 al 8 de febrer de 2015.

Figura 29. Evolució temporal del valor de la tensió de la fase L1 durant la setmana del 24 al 30 d’agost de 2015.

Figura 30. Evolució temporal del valor de la tensió de la fase L3 durant la setmana del 21 al 27 de setembre de 2015.


45

Un cop analitzat el valor de la tensió durant les 4 setmanes d’anàlisi, es poden extreure unes conclusions globals. Es pot afirmar que el valor de la tensió que alimenta el centre de transformació és en la major part del temps superior al valor nominal. De les quatre setmanes d’anàlisi, només hi ha hagut una setmana que tingués algun registre inferior al valor nominal de la tensió.

També es pot afirmar que en els períodes d’anàlisi no s’ha produït cap interrupció de tensió, ja sigui de curta o llarga durada. Tampoc s’ha detectat cap sobretensió i ni molt menys una subtensió en la línia de MAT.

En les Figures 27, 28, 29 i 30 es pot observar que quan l’empresa connecta i desconnecta la principal càrrega de les 00:00 h a 08:00 h es produeix un canvi en el valor de la tensió. En el moment de la connexió de les càrregues es pot observar que el valor de la tensió decau en un període de temps molt curt. En el cas de la desconnexió de la càrrega es veu clarament que com el valor de la tensió augmenta considerablement.

5.3 Flickers

A continuació es mostren les gràfiques dels flickers de les diferents setmanes analitzades.

A la Figura 30 es mostra a l’anàlisi de l’índex de severitat del flicker de llarga duració que està per sobre dels límits que estableix la norma [3], durant 2 hores del dia 28 de novembre. En aquest cas es mostra l’índex de severitat de la fase L3, ja que és l’única fase on el valor de l’índex està fora dels límits establerts per la normativa.

En aquest cas, el nombre de mostres fora del límit son 12. Això significa que dins d’un període d’una setmana hi ha 1,19% de les mostres fora del límit, tot i així és inferior al 5% que estableix la normativa, el valor màxim obtingut és aproximadament de 1.3 p.u.

És pot apreciar que durant el transcurs de la setmana el valor és molt inestable, presentant un pic el dia 26 de novembre, tot i que inferior al límit establert.

A la Figura 31 es mostra a l’anàlisi de l’índex de severitat del flicker de llarga durada està per damunt dels límits que estableix la norma [3], durant 2 hores del dia 3 de febrer. En aquest cas es mostra l’índex de severitat de la fase L3, ja que és l’única fase on el valor de l’índex està fora dels límits establerts per la normativa.

En aquest cas, el nombre de mostres fora del límit són 12. Això significa que dins d’un període d’una setmana hi ha 1,19% de les mostres fora del límit, tot i així és inferior al 5% que estableix la normativa, el valor màxim obtingut és d’aproximadament 1.4 p.u.

Durant la resta de la setmana el valor de l’índex de severitat de llarga durada és bastant constant, està comprès entre 0.2 i 0.3 p.u.


46

Figura 31. Evolució temporal del Plt de la fase L3 durant la setmana del 24 al 30 de novembre de 2014.

Figura 32. Evolució temporal del Plt de la fase L3 durant la setmana del 2 al 8 de febrer de 2015.

Figura 33. Evolució temporal del Plt de la fase L1 durant la setmana del 24 al 30 d’agost de 2015.

Figura 34. Evolució temporal del Plt de la fase L2 durant la setmana del 21 al 27 de setembre de 2015.

En aquest cas, el nombre de mostres fora del límit són 36. Això significa que dins d’un període d’una setmana hi ha 3,57% de les mostres fora del límit, tot i així és inferior al 5%


47

que estableix la normativa, els valors màxims obtinguts són de 1.7 p.u. i de 1.1 p.u. respectivament pel dia 24 i dia 28 d’agost.

A la Figura 32 es mostra a l’anàlisi de l’índex de severitat del flicker de llarga durada està que per damunt dels límits que estableix la norma [3], durant 4 hores del dia 24 d’agost i durant 2 hores del dia 28 d’agost. En aquest cas es mostra l’índex de severitat de la fase L1, ja que és l’única fase on el valor de l’índex està fora dels límits establerts per la normativa.

Durant la resta del transcurs de la setmana el valor es manté bastant constant en el temps en un valor de 0.2 p.u.

A la Figura 33 es mostra a l’anàlisi de l’índex de severitat del flicker de llarga durada que està per damunt dels límits que estableix la norma [3], durant 2 hores del dia 27 de setembre. En aquest cas és mostra l’índex de severitat de la fase L2, ja que és l’única fase on el valor de l’índex està fora dels límits establerts per la normativa.

En aquest cas, el nombre de mostres fora del límit són 12. Això significa que dins d’un període d’una setmana hi ha 1,19% de les mostres fora del límit, tot i així és inferior al 5% que estableix la normativa. En aquest cas el valor màxim que s’assoleix en aquestes mostres fora del límit establert és de 4 p.u., un valor 4 vegades més elevat que el màxim establert per la normativa.

El valor de l’índex de severitat durant la resta de la setmana és bastant constant, és manté en aproximadament 0.2 p.u.

Un cop analitzat el valor de la tensió durant les 4 setmanes d’anàlisi, es poden extreure unes conclusions globals. En el cas dels flickers, es pot afirmar que es l’únic paràmetre avaluat que en algun instant de temps està fora dels límits establerts per la normativa. En tots els casos tot i estar fora dels límits compleix amb la normativa.

El valor del Plt en tres setmanes de les quatre setmanes analitzades hi ha en cada una d’elles 12 mostres fora del límit, i en l’altra setmana de les quatre analitzades hi ha 36 mostres fora del límit.

5.4 Desequilibri de la tensió subministrada

A continuació es mostren les gràfiques dels desequilibris de tensió de les diferents setmanes analitzades.

A la Figura 35 es mostra el desequilibri de la tensió subministrada, com es pot observar el valor compleix amb la normativa [3]. El valor obtingut és molt inferior al que estableix la normativa, aproximadament un 1,9 % inferior al límit establert. El valor real està situat sobre un 0.1%.


48

Si ens fixem més detingudament, es pot veure que en el període del dia 27 al voltant de les 08:00h el valor s’incrementa una mica i es manté bastant constant amb el temps fins a les 08:00h del dia 28.

A la Figura 36 es mostra els desequilibri de la tensió subministrada, com es pot observar el valor compleix amb la normativa [3]. El valor obtingut és molt inferior al que estableix la normativa, aproximadament un 1,9 % inferior al límit establert. El valor real està situat sobre un 0.1%.

Si ens fixem més detingudament, es pot veure que a la matinada del dia 2 de febrer el valor del VUF presentà un petit sobrepic entre les 03:00 h i les 08:00 h. Es pot dir que els dies 4 i 8 de febrer són els dies en què el valor del desequilibri de tensió presenta un valor més elevat, i es manté bastant constant durant tot el dia.

A la Figura 37 es mostra el desequilibri de la tensió subministrada, com es pot observar el valor compleix amb la normativa [3]. El valor obtingut és molt inferior al que estableix la normativa, aproximadament un 1,9 % inferior al límit establert. El valor real està situat sobre un 0.1%.

Es pot observar que durant el període de tota la setmana el valor del VUF es manté molt constant. Presentant un petit sobrepic el dia 30 d’agost entre les 22:00 h i les 23:59 h.

A la Figura 38 es mostra els desequilibri de la tensió subministrada, com es pot observar el valor compleix amb la normativa [3]. El valor obtingut és molt inferior al que estableix la normativa, aproximadament un 1,9 % inferior al límit establert. El valor real està situat sobre un 0.1%.

Es pot observar que durant el període de tota la setmana el valor del VUF es manté molt constant. Presentat més arrissat en els períodes diürns.

Un cop analitzat el valor de la tensió durant les 4 setmanes d’anàlisi, es poden extreure unes conclusions globals. El desequilibri de la tensió de la línia de MAT són molt inferiors al límit establert per la normativa. Aproximadament en tots els casos el valor està un 1.9 % per sota del límit. També es pot confirmar que el valor del VUF es manté molt constant en el temps, i en la majoria de temps és pròxim al 0.1%.


49

Figura 35. Evolució temporal del desequilibri de la tensió subministrada durant la setmana del 24 al 30 de novembre de 2014.

Figura 36. Evolució temporal del desequilibri de la tensió subministrada durant la setmana del 2 al 8 de febrer de 2015.

Figura 37. Evolució temporal del desequilibri de la tensió subministrada durant la setmana del 24 al 30 d’agost de 2015.

Figura 38. Evolució temporal del desequilibri de la tensió subministrada durant la setmana del 21 al 27 de setembre de 2015.


50

5.5 Harmònics

A continuació es mostren les gràfiques dels harmònics de tensió de les diferents setmanes analitzades.

A la Figura 39 es mostra la taxa de distorsió harmònica en la fase L3, com es pot observar està pel davall dels límits establerts per la normativa [3] i per la norma [1].

Es pot observar que en els períodes nocturns del valor del THD tendeix a augmentar-se, i al contrari en períodes diürns tendeix a reduir-se. Tot i això el valor es pot considerar estable, ja que no presenta molts sobrepics.

A la Figura 40 es mostra la taxa de distorsió harmònica en la fase L3, com es pot observar està pel davall dels límits establerts per la normativa UNE-50160 i per la norma [1].

Es pot observar que el valor de la distorsió harmònica és molt més impulsiu i amb valors més elevats que la resta de la setmana: aquest períodes són, el dia 3 de febrer de les 06:00 h fins les 17:00 h, el dia 4 de febrer des de les 06:00 h fins les 22:00 h, el dia 5 de febrer des de les 06:00 h fins les 20:00 h i el dia 8 de febrer des de les 09:30 h fins les 11:00 h.


Es pot observar que el valor de la distorsió harmònica el dia 27 d’agost presenta un valor més reduït que en la resta de la setmana. El dia 30 d’agost el valor del THD es manté més elevat que la resta de setmana.


Es pot observar que el valor de la distorsió harmònica el dia 22 de setembre entre les 11:00 h i les 12:00 h presenta un petit sobrepic. Durant la resta de la setmana el valor del THD es manté molt constant en el temps, presentant un augment del valor el dia 27 de setembre.

Un cop analitzat el valor de la tensió durant les 4 setmanes d’anàlisi, es poden extreure unes conclusions globals. En els cas dels harmònics, és molt semblant al cas del desequilibri de tensió, ja que els resultats obtinguts estan molt pel davall dels límits establerts per la normativa. En la majoria de les setmanes el valor és molt constant en el temps, tot i que la setmana del 2 de febrer el valor presenta alguns instants on el valor és inestable.

Una altra afirmació que es pot realitzar és que el valor del THD en tots els caos és molt inferior a l’establert per la normativa. En la majoria del temps el valor està per sota del 0.5 %, molt pel davall dels límits establerts per la normativa. En el cas de la [3] està un 7,5 % pel davall del límit establert. En el cas de la norma [1] el valor també és inferior tot i ser molt més restrictiva, es troba un 1% per davall del límit.


51

Figura 39. Evolució temporal de la distorsió harmònica de la fase L3 durant la setmana del 24 al 30 de novembre de 2014.

Figura 40. Evolució temporal de la distorsió harmònica de la fase L3 durant la setmana del 2 al 8 de febrer de 2015.

Figura 41. Evolució temporal de la distorsió harmònica de la fase L3 durant la setmana del 24 al 30 d’agost de 2015.

Figura 42. Evolució temporal de la distorsió harmònica de la fase L3 durant la setmana del 21 al 27 de setembre de 2015.


52

5.6 Pertorbacions registrades

En la següent Taula 4 es mostren les principals pertorbacions que s’han produït en les 4 setmanes que s’ha analitzat la qualitat del subministrament elèctric.

Alguna pertorbació? Tipus pertorbació Compleix UNE-50160? Setmana 1 Sí Flicker Sí

Setmana 2 Sí Flicker Sí



Taula 4. Taula resum de les pertorbacions produïdes en les setmanes analitzades.

6 Anàlisi dels sots de tensió Els diferents sot de tensió que s’han produït a la xarxa elèctrica, des que hi ha l’analitzador de xarxa instal·lat, s’anomenen les dates en què s’han produït a continuació:

• Sot de tensió 01: 16/12/2015 • Sot de tensió 02: 29/09/2015 • Sot de tensió 03: 27/09/2015 • Sot de tensió 04: 10/09/2015 • Sot de tensió 05: 17/07/2015 • Sot de tensió 06: 08/06/2015 • Sot de tensió 07: 15/09/2014 • Sot de tensió 08: 14/09/2014

A continuació es realitzarà l’anàlisi del diferents sots de tensió.

6.1 Caracterització dels sots de tensió

6.1.1 Sot de tensió 01

A continuació es mostren les gràfiques extretes de l’Excel per caracteritzar el sot de tensió del dia 16/12/2015.

6.1.1.1 Punt inicial del sot de tensió

En la Figura 43 es mostra el punt inicial del sot de tensió. Per determinar l’inici del sot s’ha considerat que el pendent entre dos punts consecutius, en valor absolut, és superior a 0.3 Vpu/s, aquest punt es defineix amb els següents valors:

• t= 0.116920 s • V2= 1.00378498 p.u.


53

𝜃! 𝑉! = 11.5 · 18° = 207°

Aplicant l’equació (15) s’obté un angle de fase de la tensió fonamental de referència en el punt inicial del sot de 207°.

6.1.1.2 Punt de recuperació del sot de tensió En la Figura 44 es mostra el gràfic de recuperació del sot de tensió. El punt que es considera el de recuperació del sot, això significa que el pendent entre dos punts consecutius és inferior a 0.3, aquest punt es defineix amb els següents valors:

• t= 0.179443 s • V2= 1.01432981 p.u.

𝜃! 𝑉! = 14 · 18° = 252°

Aplicant l’equació (16) s’obté un angle de fase de la tensió fonamental de referència en el punt de recuperació del sot de 252°

6.1.1.3 Duració del sot de tensió En la Figura 45 es mostra el gràfic en el qual es pot visualitzar la duració del sot. Els punts d’inici i final del sot es defineixen a continuació, seguint el criteris esmentats anteriorment:

• t1= 0.124423 s • t2= 0.168814 s

𝐷𝑢𝑟𝑎𝑐𝑖ó = 𝑡! − 𝑡! = 0.168814− 0.124423 = 0.044391 𝑠 = 44.391 𝑚𝑠

Aplicant l’equació (17) s’obté una duració del sot de tensió és de 44.391 ms, equivalent a 2.2 períodes.


54

Figura 43. Punt inicial del sot de tensió el dia 16/12/2015.

Figura 44. Punt de recuperació del sot de tensió el dia 16/12/2015.

Figura 45. Duració del sot de tensió el dia 16/12/2015.

Figura 46. Profunditat del sot de tensió del dia 16/12/2015.


55

Figura 47. Tipologia del sot de tensió del dia 16/12/2015.

6.1.1.4 Profunditat del sot de tensió

En la Figura 46 es mostra el gràfic en el qual es pot visualitzar la profunditat del sot. El punt inicial del sot i el punt de mínima tensió del sot es defineixen a continuació, seguint el criteris esmentats anteriorment:

• V2inical= 1.00378498 p.u. • V2min= 0.83381906 p.u.

𝑃𝑟𝑜𝑓𝑢𝑛𝑑𝑖𝑡𝑎𝑡 = 𝑉!,!"!#!$% − 𝑉!,!"#"! = 1.00378498 − 0.83381906 = 0.16996592 𝑝.𝑢.

Aplicant l’equació (18) s’obté una profunditat del sot de tensió de 0.16996592 p.u.

6.1.1.5 Tipus de sot En la Figura 47 es mostra el diagrama fasorial del sot de tensió enregistrat en el punt mig de la duració del sot.

El sot enregistrat es pot considerar com a sot de tensió de tipus C, en aquest cas la línia que està amb fase, igual que la nominal, és la fase L3.

El valor de les tensions de línia en el punt mig del sot són les següents:


56

𝑉!" = 200.39 ∠ 27.36°𝑉!" = 199.21 ∠− 87.54°𝑉!" = 214.99 ∠150.17°

6.1.1.6 Influència de la connexió del transformador Els sots de tensió produïts en la línia connectada al primari del transformador són percebuts per la càrrega en una tipologia diferent a la inicial. Ja que el sot s’ha vist transformat per la connexió del transformador.

En la Taula 2 es mostren els canvis de tipologia dels sots de tensió en funció de la connexió del transformador. En aquest la tipologia del sot inicialment s’ha identificat com a tipus C, però després del pas pel transformador aquest es converteix en un sot de tipus D. Per tant aquest tipus de sot és el que veuran les càrregues de la instal·lació.



6.1.2.1 Punt inicial del sot de tensió En la Figura 48 es mostra el punt inicial del sot de tensió. Per determinar l’inici del sot s’ha considerat que el pendent entre dos punts consecutius, en valor absolut, és superior a 0.3 Vpu/s, aquest punt es defineix amb els següents valors:

• t= 0.114411 s • V2= 1.00692998 p.u.

𝜃! 𝑉! = 19 · 18 = 342 °



57






58



• t= 0.179432 s • V2= 0,99142641 p.u.

𝜃! 𝑉! = 4 · 18 = 72°

Aplicant l’equació (16) s’obté un angle de fase de la tensió fonamental de referència en el punt de recuperació del sot de 72°.


• t1= 0.116912 s • t2= 0.173180 s


59

𝐷𝑢𝑟𝑎𝑐𝑖ó = 𝑡! − 𝑡! = 0.173180− 0.116912 = 0.056268 𝑠 = 56.268 𝑚𝑠


6.1.2.4 Profunditat del sot de tensió En la Figura 51 es mostra el gràfic en el qual es pot visualitzar la profunditat del sot. El punt inicial del sot i el punt de mínima tensió del sot es defineixen a continuació, seguint el criteris esmentats anteriorment:




6.1.2.5 Tipus de sot

En la Figura 52 es mostra el diagrama fasorial del sot de tensió enregistrat en el punt mig de la duració del sot.

El sot enregistrat es pot considerar com a sot de tensió de tipus E, en aquest cas la línia que està amb fase, igual que la nominal, és la fase L2.


𝑉!" = 190.328 ∠ 26.3°𝑉!" = 170.65 ∠− 89.61°𝑉!" = 192.23 ∠153.32°


60

6.1.2.6 Influència de la connexió del transformador

Els sots de tensió produïts en la línia connectada al primari del transformador són percebuts per la càrrega en una tipologia diferent a la inicial. Ja que el sot s’ha vist transformat per la connexió del transformador.

En la Taula 2 es mostren els canvis de tipologia dels sots de tensió en funció de la connexió del transformador. En aquest la tipologia del sot inicialment s’ha identificat com a tipus E, però després del pas pel transformador aquest es converteix en un sot de tipus F. Per tant aquest tipus de sot és el que veuran les càrregues de la instal·lació.





• t= 0.124464 s • V2= 0.9702487 p.u.

𝜃! 𝑉! = 19 · 18 = 342 °



• t= 0.209525 s • V2= 0.92162971 p.u.


61

Figura 53. Punt inicial del sot de tensió el dia 27/09/2015





62


𝜃! 𝑉! = 4 · 18 = 72°


6.1.3.3 Duració del sot de tensió

En la Figura 55 es mostra el gràfic en el qual es pot visualitzar la duració del sot. Els punts d’inici i final del sot es defineixen a continuació, seguint el criteris esmentats anteriorment:

• t1= 0.125090 s • t2= 0.207023 s

𝐷𝑢𝑟𝑎𝑐𝑖ó = 𝑡! − 𝑡! = 0.207023− 0.125090 = 0.081933 𝑠 = 81.933 𝑚𝑠

Aplicant l’equació (17) s’obté una duració del sot de tensió és de 81.933 ms, equivalent a 4.1 períodes

6.1.3.4 Profunditat del sot de tensió


63

En la Figura 56 es mostra el gràfic en el qual es pot visualitzar la profunditat del sot. El punt inicial del sot i el punt de mínima tensió del sot es defineixen a continuació, seguint el criteris esmentats anteriorment:






El sot enregistrat es pot considerar com a sot de tensió de tipus B, en aquest cas la línia que està amb fase, igual que la nominal, és la fase L3.


𝑉!" = 127.49 ∠ 4.92°𝑉!" = 129.83 ∠− 64.83°𝑉!" = 211.09 ∠149.68°



En la Taula 2 es mostren els canvis de tipologia dels sots de tensió en funció de la connexió del transformador. En aquest la tipologia del sot inicialment s’ha identificat com a tipus B, però després del pas pel transformador aquest es converteix en un sot de tipus C. Per tant aquest tipus de sot és el que veuran les càrregues de la instal·lació.


64








65




• t= 0.106882 s • V2= 0.96919835 p.u.

𝜃! 𝑉! = 1.75 · 18 = 31.5 °

Aplicant l’equació (15) s’obté un angle de fase de la tensió fonamental de referència en el punt inicial del sot de 31.5 °.

6.1.4.2 Punt de recuperació del sot de tensió

En la Figura 59 es mostra el gràfic de recuperació del sot de tensió. El punt que es considera el de recuperació del sot, això significa que el pendent entre dos punts consecutius és inferior a 0.3, aquest punt es defineix amb els següents valors:

• t= 0.186888 s • V2= 0.90067626 p.u.


66

𝜃! 𝑉! = 1.5 · 18 = 27°



• t1= 0.111883 s • t2= 0.188763 s

𝐷𝑢𝑟𝑎𝑐𝑖ó = 𝑡! − 𝑡! = 0.188763 − 0.111883 = 0.07688 𝑠 = 76.88 𝑚𝑠









67

El sot enregistrat es pot considerar com a sot de tensió de tipus A, en aquest cas totes les línies estan desfasades respecte la nominal, però aquest desfasament és com a màxim de 3°, per tant es pot considerar que estan en fase, i per tant que es tracta d’un tipus A.


𝑉!" = 189.82 ∠ 31.45°𝑉!" = 179.74 ∠− 93.44°𝑉!" = 171.17 ∠151.99°



En la Taula 2 es mostren els canvis de tipologia dels sots de tensió en funció de la connexió del transformador. En aquest la tipologia del sot inicialment s’ha identificat com a tipus A, però en aquest cas després del pas pel transformador aquest sot al tractar-se d’un tipus A passa al secundari amb la mateixa tipologia . Per tant aquest tipus de sot és el que veuran les càrregues de la instal·lació.




• t= 0.121916 s • V2= 0.90855174 p.u.

𝜃! 𝑉! = 6.5 · 18 = 117 °



68






69


6.1.5.2 Punt de recuperació del sot de tensió En la Figura 64 es mostra el gràfic de recuperació del sot de tensió. El punt que es considera el de recuperació del sot, això significa que el pendent entre dos punts consecutius , és inferior a 0.3, aquest punt es defineix amb els següents valors:

• t= 0.196941 s • V2= 0.98788458 p.u.

𝜃! 𝑉! = 1.5 · 18 = 27°



• t1= 0.121916 s • t2= 0.191314 s


70

𝐷𝑢𝑟𝑎𝑐𝑖ó = 𝑡! − 𝑡! = 0.191314 − 0.121916 = 0.069398 𝑠 = 69.398 𝑚𝑠










𝑉!" = 208.96 ∠ 30.02°𝑉!" = 180.21 ∠− 95.46°𝑉!" = 180.05 ∠155.44°


71








• t= 0.109319 s • V2= 0.94278610 p.u.

𝜃! 𝑉! = 4 · 18 = 72 °



• t= 0.171787 s • V2= 0.99044630 p.u.

𝜃! 𝑉! = 6.5 · 18 = 117°


72






73




• t1= 0.109944 s • t2= 0.166790 s

𝐷𝑢𝑟𝑎𝑐𝑖ó = 𝑡! − 𝑡! = 0.166790 − 0.109944 = 0.056846 𝑠 = 56.846 𝑚𝑠



• V2inical= 0.94278610 p.u.


74

• V2min= 0.76695518 p.u.







𝑉!" = 191.19 ∠ 33.36°𝑉!" = 211.92 ∠− 89.74°𝑉!" = 192.89 ∠146.38°







75






76




• t= 0.111932 s • V2= 0.99958166 p.u.

𝜃! 𝑉! = 6,5 · 18 = 117 °


6.1.7.2 Punt de recuperació del sot de tensió

En la Figura 74 es mostra el gràfic de recuperació del sot de tensió. El punt que es considera el de recuperació del sot, això significa que el pendent entre dos punts consecutius és inferior a 0.3, aquest punt es defineix amb els següents valors:

• t= 0.181967 s • V2= 0.93748429 p.u.

𝜃! 𝑉! = 16.5 · 18 = 297°


77



• t1= 0.118185 s • t2= 0.179466 s

𝐷𝑢𝑟𝑎𝑐𝑖ó = 𝑡! − 𝑡! = 0.179466 − 0.118185 = 0.061281 𝑠 = 61.281 𝑚𝑠







78





𝑉!" = 181.19 ∠ 33.93°𝑉!" = 207.74 ∠− 89.84°𝑉!" = 186.23 ∠145.91°







• t= 0.124251 s • V2= 1.00913274 p.u.

𝜃! 𝑉! = 19 · 18 = 342 °


79






80




• t= 0.224151 s • V2= 1.01052543 p.u.

𝜃! 𝑉! = 19 · 18 = 342°



81


• t1= 0.132368 s • t2= 0.191059 s

𝐷𝑢𝑟𝑎𝑐𝑖ó = 𝑡! − 𝑡! = 0.191059 − 0.132368 = 0.058691 𝑠 = 58.691 𝑚𝑠









El valor de la tensions de línia en el punt mig del sot són les següents:


82

𝑉!" = 216.16 ∠ 29.97°𝑉!" = 203.12 ∠− 92.11°𝑉!" = 203.38 ∠152.14°




6.2 Sots de tensió registrats

En la següent Taula 5 es mostren les principals característiques dels sots de tensió registrats durant el període d’anàlisi de la línia de MAT.

Hora (h:mm)

Duració (ms)

Profunditat

(p.u.) Tipus

Tipus després trafo.

Angle inicial

(°)

Angle recuperació (°)

Sot 01 07:06 44.39 0.17 C D 207.0 252 Sot 02 15:26 56.26 0.25 C D 342.0 72 Sot 03 08:22 81.93 0.89 B C 342.0 72 Sot 04 12:18 76.88 0.23 A A 31.5 27 Sot 05 06:14 69.39 0.22 B C 117.0 27 Sot 06 13:29 56.84 0.17 B C 72.0 117 Sot 07 00:11 61.28 0.27 B C 117.0 297 Sot 08 23:59 58.69 0.14 B C 342.0 342

Taula 5. Taula resum dels sots de tensió produïts en tot el període de mesura de l’analitzador.

6.3 Característiques típiques dels sots de tensió registrats

En Taula 6 es mostren els resultats obtinguts després d’identificar un sot de tensió típic que es pot produir a la línia de MAT que alimenta a l’empresa.


83

Duració mitjanà (ms)

Profunditat mitjana(p.u.) Tipus

Possible sot de tensió 44.39 0.29 B Taula 6. Taula on es pot visualitzar el valor mitja d’un posible sot de tensió.

Un altre aspecte a tenir en compte és la freqüència en què es produeix un sot de tensió. Durant l’anàlisi de la línia s’han enregistrat 8 sots de tensió en un període de 1 any i 3 mesos. Realitzant una aproximació s’obté que el nombre mitjà anual és de 6 sots de tensió. Això significa que es produeix un sot cada 2 mesos.

6.4 Conclusions

Un cop analitzat cada sot de tensió individualment, es poden extreure unes conclusions sobre el comportament dels sots de tensió en general.

La duració de tots els sots de tensió produïts és inferior a 100 ms. El sot més curt enregistrat té una duració de 44 ms i el sot amb una duració més llarga és de 82 ms.

La profunditat dels sots de tensió és relativament poc profunda en la majoria dels casos oscil·lant entre 0.17 i 0.27 p.u. Però hi ha un cas on el valor de la profunditat és molt més elevat que en la resta de casos, aquest sot és el sot de tensió 03 que assoleix una profunditat màxima de 0.89 p.u.

La tipologia de sot predominant és el tipus B, en 5 dels 8 sots de tensió analitzats. Es pot afirmar així que en la línia de distribució la majoria de fallades són entre una fase i el terra, aquestes es poden produir per la falta d’algun element d’aïllament de la xarxa.

En tractar-se d’una empresa on els consums més elevats de potència estan alimentats a una tensió de 10.5 kV, per tant estan alimentats després de la sortida del secundari del transformador reductor de tensió, i connectats amb estrella, la influència de la connexió triangle en la càrrega no canvia la tipologia del sot. El sot produït en la xarxa elèctrica i que veu la càrrega només té influència directa de la connexió del transformador.

En el cas dels angles en el punt inicial i recuperació del sot de tensió, és difícil extreure una conclusió, ja que per extreure-la faria falta analitzar més sots de tensió per veure l’efecte que aquest angle té en l’ona de la tensió.

Un sot característic d’aquest línia seria un tipus B, amb una duració mitjana de 44.39 ms i una profunditat de 0.29 p.u.

Un fet a tenir en compte és que la majoria de sots enregistrats s’han produït en la franja horària de 00:00 a 15:30 h, fet curiós ja que no s’ha enregistrat cap sot de tensió durant les hores de tarda-vespre.


84

Els sots de tensió 01 i 02 després d’estudiar la seva tipologia, podem dir que són produïts per una falta fase-fase.

El sot de tensió 03, es coneix la seva procedència, aquest sot va ser produït per un llamp en la fase L2. Per tant és lògic que la profunditat en aquest fase sigui molt elevada, ja que és va activar l’autovàlvula, element que protegeix contra sobretensions, i va dissipar tot el corrent cap al terra. En tractar-se d’una falta fase-terra el tipus de sot que ens ha sortit en l’analitzar és un sot de tipus B, tal i com havia de ser pel tipus de falta produïda. La duració d’aquest sot és més elevada de la resta degut al temps d’obertura i tancament de la protecció de la línia, fet que fa que la tensió caigui fins a 0. Si analitzem més profundament les figures 46 i 47, on es reprodueixen els punts d’inici i recuperació del sot, es pot veure que la deformació de l’ona en els dos instants és molt pronunciada, això es degut a l’activació i rearmament del dispositiu de seguretat. Quan s’observen les figures 48 i 49, i observem el perfil del sot és molt semblant al perfil d’un sot teòric ja que la tensió cau i es recupera amb l’activació de la protecció.

El sot de tensió 04 un cop estudiada la seva tipologia, es pot afirmar que es un sot produït per una falta trifàsica o una falta trifàsica a terra. Si observem la Figura 55 es pot veure que el diagrama fasorial s’assembla molt al diagrama d’un sot teòric de tipus A, tot i què al tractar-se d’un sot real els desfasaments dels vectors de la tensió respecte els nominals no són de 0°.

Els sots de tensió 05, 06, 07 i 08 s’han considerat de tipus B, tot i què no es coneix la causa real que va produir la falta fase-terra.

7 Conclusions generals Quan em vaig disposar a realitzar l’anàlisi de la línia de MAT teníem clar que seria difícil trobar algun tipus de pertorbació fora dels límits establerts per la normativa. Tot i així no vaig voler deixar escapar l’oportunitat d’analitzar una línia d’aquestes característiques.

L’anàlisi de la qualitat del subministrament elèctric, com s’ha vist anteriorment, està tot dintre de les toleràncies establertes per la normativa [3]. Però aquest anàlisi ens aporta informació del funcionament i de les característiques d’un sistema de potència infinit. S’ha observat que el valor de la freqüència en un sistema d’aquestes característiques és molt difícil que tingui variacions del seu valor nominal. En el cas de la tensió, s’ha observat que la majoria del temps treballa per damunt del seu valor nominal. Els flickers han estat l’únic paràmetre que s’ha trobat fora dels límits, però tot i així complint la normativa. La taxa de distorsió harmònica s’ha detectat que és molt inferior als límits establerts. El desequilibri de tensió en la línia també està molt per sota dels límits establerts.

Vaig detectar que es produïen alguns sots de tensió en la línia, i vaig decidir profunditzar més en aquest punt ja que els sots de tensió tenen una influència directa en les càrregues. Vaig decidir realitzar un procés de caracterització dels diferents sots de tensió per tal de poder-los compara entre ells i intentar identificar quin tipus de fallada és el que el produïa.


85

L’anàlisi d’aquests paràmetres m’ha donat una idea de la complexitat d’aquest tipus de pertorbació, ja que en molts casos no es pot identificar la causa que el provoca i el punt en què s’ha produït.

El desenvolupament d’aquest projecte m’ha permès entendre millor el sistema de distribució d’energia elèctrica, on he pogut experimentar en primera persona el comportament d’una línia elèctrica d’aquestes característiques amb variables reals.

Una futura línia de treball seria estudiar el comportament dels sots de tensió en les càrregues, ja que aquestes són les que tenen la repercussió directa dels sots de tensió. La durada, profunditat i angles de fase en funció de la tipologia del sot serien els principals temes a tractar, per veure quin comportament tenen en diferents punts de treball.

8 Documentació consultada A continuació s’anomenen les principals fonts de consulta per la realització de l’anàlisi de la línia de MAT.

[1] IEEEStd 1250-1995 Guide for Service to Equipment Sensitive to Momentary Voltage Disturbances.

[2] IEEEStd 1159-1995 Recommended Practice for Monitoring Electric PowerQuality.

[3] UNE-EN 50160 Características de la tensión subministrada por las redes generales de distribución.

[4] IEC 61000-4-30 Testing and measurement techniques. Power quality measurement methods.

[5] IEC 61000-4-7 Testing and measurement techniques. General guide on harmonics and interharmonics measurements and instrumentation, for power supply systems and equipment connected thereto.

[6] UNE-EN 60868 Medidor de flicker

[7] IEC 61000-4-15: Testing and Measurement Techniques - Flickermeter. Functional and Design Specifications

[8] Tesis: Luis Guasch Pesquer, Efectos de los huecos de tensión en las máquinas de inducción y en los transformadores trifásicos, Tesis Doctoral, 2006.

[9] Pàgina Web http://www.ecamec.com.ar/newsletter/link1.html [consulta] 20/01/2016.

[10] Pàgina Web http://eia.udg.es/~secse/curso_calidad/curso4-huecosdetension.pdf [consulta] 31/04/2016.

[11] Pàgina Web http://www.monografias.com/trabajos105/metodologia-estudio-huecos-tension-sep/metodologia-estudio-huecos-tension-sep.shtml [consulta] 31/04/2016.

[12] Pàgina Web https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=4111198 [consulta] 20/01/2015

[13] Pàgina Web https://www.google.es/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwjn8PSFyInNAhWODBoKHXKtA2gQFggcMAA&url=http%3A%2F%2Fwww.elec-jvpastor.es%2Fapp%2Fdownload%2F5794318954%2FCALIDAD%2BSUMINISTRO%2BELECTRICO.pdf&usg=AFQjCNFDOsswG6u3cyDjRCVOp7zalU0igg&sig2=sL0M-m6G-Bd5Ub-WafXsAw&bvm=bv.123664746,d.d2s [consulta] 31/11/2015.

[14] Article: V.Ignatova, P.Granjon, S. Bacha and F.Dumas, Classification and characterization of three phase voltages dips by space vector methodology.

ANÀLISI DEL CONSUM D'ENERGIA ELÈCTRICA D'UNA EMPRESA …deeea.urv.cat/DEEEA/lguasch/TFG Esteve...

Documents

Transcript of ANÀLISI DEL CONSUM D'ENERGIA ELÈCTRICA D'UNA EMPRESA …deeea.urv.cat/DEEEA/lguasch/TFG Esteve...