CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA Power Quality
MEDICIÓN EVALUACION Y SOLUCIONES PARA LA MEJORA DE LA CALIDAD DE POTENCIA EN INSTALACIONES ELÉCTRICAS INDUSTRIALES
Octubre 13 de 2022
Presentado por Ing. Jairo Flechas
Conceptos Básicos
CONTENIDO
Que afectaciones causa la mala Calidad de Potencia?
La Medición de la Calidad de Potencia
Como solucionar los problemas de Calidad de Potencia ?
Conclusiones y recomendaciones
2022 Eng Jairo Flechas
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V.2 CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
①
②
③
④
⑤
CALIDAD
¿ QUE ES CALIDAD DE POTENCIA ?
Norma ICONTEC NTC 5001 de 2008
”Es el conjunto de características de la electricidad, en un punto dado de un sistema de potencia y en un momento determinado, que permiten satisfacer las necesidades requeridas por el usuario de la electricidad”.
Estas características son evaluadas con respecto a un conjunto de parámetros técnicos de referencia“.
“Energía eléctrica de buena calidad es aquella que garantice el funcionamiento continuo, adecuado y seguro de los equipos eléctricos y procesos, sin afectar, el medio ambiente y el bienestar de las personas”. Ing. Herivelto S. Bronzeado
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V.3
DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
Copyright: 2022 Eng Jairo Flechas V.4 CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES ONDA IDEAL DE TENSIÓN -2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 TIEMPO (ms) MAGNITUD (P.U.) Valor r.m.s. Amplitud (V) Forma de onda Senoidal Frecuencia 60 Hz T = 1/f = 16,6 ms Valor pico Calidad de Potencia es el cumplimiento de todas estas condiciones
Principales Fenómenos que Inciden en la Calidad de la Potencia Eléctrica
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V.5 CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES a) Tensíón normal; b) Impulso Transitorio; c) Transitório Oscilante; d) Hundimiento Momentáneo; (Sag) b) e) Interrupción Momentánea; f) Elevación Momentánea (Swell) ; g) Distorción Armónica; h) Recorte en la Tensión (Notche)
Fuente: Ing. Herivelto S. Bronzeado
Copyright: 2022 Eng Jairo Flechas V.6 CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES INTERRUPCIÓN SAG FLICKER SWELL TRANSITORIO VARIACIÓN DE FRECUENCIA ARMÓNICOS 7 CATEGORÍAS DE PERTURBACIONES EN LOS SISTEMAS ELÉCTRICOS PERTURBACIONES EN CALIDAD DE POTENCIA
POTENCIA
Conceptos Básicos
CONTENIDO
Que afectaciones causa la mala Calidad de Potencia?
La Medición de la Calidad de Potencia
Como solucionar los problemas de Calidad de Potencia ?
Conclusiones y recomendaciones
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V.9 CALIDAD DE
ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
①
②
③
④
⑤
Efectos de la calidad de Potencia
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V.10 CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
EVALUACIÓN
Causas y Efectos de las Perturbaciones de PQ
Tipo de Perturbacion Problemas Típicos
ESTADO ESTACIONARIO
Sobrecalentamiento Neutros.
Desviaciones de Frecuencia red.
Variaciones de Tensión.
TRANSITORIOS DE TENSIÓN
Pérdida de Informacion.
Daño en tarjetas electrónicas.
Interrupcion del servicio electrico.
Arcos eléctricos, cortocircuitos.
Posibles causas
Conductores de Neutro Compartidos.
Cableado Subdimensionado o muy largo.
Alta Impedancia de la Fuente.
Armónicos.
Variaciones de Tension de Corta Duracion
Paradas de Procesos
Daño en equipos sensibles.
Interrupcion del servicio eléctrico.
Arcos eléctricos, cortocircuitos.
Rayos, maniobras de equipos o de la red.
Falta de Proteccion con DPS.
Fallas de aislamiento.
Electricidad estática,
Rayos, maniobras de equipos o de la red.
Cortocircuitos, Arcos eléctricos,
CaÍdas de Árboles, Animales..
Arranque de Motores.
Pérdidas de carga.
Armónicos
Sobrecalentamiento de equipos.
Daño en equipos sensibles.
Distorsiones en la Tensión.
Resonancias Armónicas.
Ferroresonancias
Interrupciones
Paradas de Procesos.
Daño en equipos.
Interrupcion del servicio eléctrico.
Riesgo Eléctrico.
Cargas NO LINEALES (Electrónicas)
Equipos de Soldadura, Hornos de Arco.
Variadores de Velocidad de Motores.
UPS, Rectificadores.
Maniobras Monopolares en MT.
Rayos, maniobras de equipos o de la red.
Cortocircuitos, Arcos eléctricos,
CaÍdas de Árboles, Animales..
Condiciones atmosféricas, accidentes.
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Y SOLUCIONES
CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA
MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES AFECTACIONES DE LA CALIDAD DE LA POTENCIA
ALEATORIAS
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V.12
–
CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA
MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
AFECTACIONES DE LA CALIDAD DE LA POTENCIA ESTACIONARIAS
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V.13
–
Copyright: 2022 Eng Jairo Flechas V.14 CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES M 34,5 kV 440 V 220V M MM BARRAJE DE TIERRA BARRAJE DE NEUTRO BARRAJE DE NEUTROBARRAJE DE TIERRA GENERADOR EMERGENCIA TRANSFORMADOR kW.h MEDIDA MT VARIADOR VELOCIDAD $ $$$ $$$$$ $$$$$ $$$$$ EL COSTO DE LAS SOLUCIONES EN PQ SE INCREMENTA
ENTRE MAS
SE ACERCA A LA FUENTE ¿ COMO AFECTA AL SISTEMA Y LOS EQUIPOS?
¿ COMO AFECTA AL SISTEMA Y LOS EQUIPOS?
Y NO SIEMPRE SOLUCIONA EL PROBLEMA !!
Aun colocando un equipo de corrección en la fuente, pueden existir problemas internos que esta solución no ve !!
Eng
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Jairo Flechas V.15 CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES $$$$$ $$$$$
Perturbaciones causadas por Descargas Atmosféricas (Rayos)
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V.16 CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
Fuente: Norma Icontec NTC 4552
Copyright: 2022 Eng Jairo Flechas V.17 CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES 0 5 10 15 -1 -0.5 0 0.5 1 Timeincycles Voltage in pu 0 5 10 15 20 8.5 9 9.5 10 10.5 11 11.5 TimeinCycles RMS voltage in kV Arranque de Motores Equipos de Soldadura Arco Eléctrico Sag´s Generan Fallas en equipos susceptibles Perturbaciones causadas por equipos eléctricos Swell´s
CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA
MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
Perturbaciones causadas por equipos eléctricos
Corrientes de Magnetización de Transformadores Maniobras de Reconectadores
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V.18
–
CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA
MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
Perturbaciones causadas por equipos eléctricos
Maniobras de Condensadores trifásicos
Maniobras de Motores trifásicos
Notches Desbalances
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V.19
–
CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA
MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
Perturbaciones causadas en Sistemas eléctricos
Resonancias en sistemas Eléctricos Ferroresonancias en sistemas Eléctricos
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V.20
–
CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA
MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
Perturbaciones causadas en Sistemas eléctricos
Calentamientos en equipos Eléctricos
MOTORES ELÉCTRICOS CABLES ELÉCTRICOS CONDENSADORES ELÉCTRICOS
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2022 Eng Jairo Flechas V.21
–
SOBRECALENTAMIENTO, TORQUES PULSANTES, RUIDO , DESBALANCEO, PÉRDIDAS Y RIESGOS. REDUCCIÓN DE EFICIENCIA Y VIDA UTIL
en equipos Eléctricos
TRANSFORMADORES
Copyright: 2022 Eng Jairo Flechas V.22 CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES Perturbaciones causadas en Sistemas eléctricos SOBRECALENTAMIENTO RUIDO AUDIBLE PÉRDIDAS ADICIONALES VIDA ÚTIL IEEE C57.12.00-1987 PROPONE: LÍMITE A CORRIENTE CON THDi < 5% El factor K se define como la relación de perdidas por calentamiento que un transformador puede tolerar cuando alimenta cargas no lineales. Calentamientos
ELÉCTRICOS NORMA UNE 21- 428 Si la carga No Lineal supone el 100 % de la carga total el K del transformador será K13 Si la carga No Lineal supone el 50 y el 80 % de la carga total el K del transformador será K9 Si la carga No Lineal supone menos del 50 % de la carga total el K del transformador será K4 K = Ih . (pu)2 . h2 Ih(pu) : Es la magnitud de un armónico de orden específico h : Es el orden del armónico.
Copyright: 2022 Eng Jairo Flechas V.23 CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES M 115 kV 34,5 V 220V TRANSFORMADOR kW.h MEDIDA MT kW.h 66 kV MM 480V M M 480 V M Perturbaciones causadas por fallas en sistemas eléctricos
Copyright: 2022 Eng Jairo Flechas V.24 CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES M 115 kV 34,5 V 220V SAG 5 % kW.h MEDIDA MT kW.h 66 kV MM 480V M M 480 V M SAG 7 % SAG 10 % SAG 10 %SAG 50 % Perturbaciones causadas por fallas en sistemas eléctricos
Copyright: 2022 Eng Jairo Flechas V.25 CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES M 115 kV 34,5 V 220V TRANSFORMADOR kW.h MEDIDA MT kW.h 66 kV MM 480V M M 480 V M Apertura del Interruptor 0 V Perturbaciones causadas por fallas en sistemas eléctricos
Copyright: 2022 Eng Jairo Flechas V.26 CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES M 115 kV 34,5 V 220V kW.h MEDIDA MT kW.h MM 480V M M 480 V M 0 V Perturbaciones causadas por fallas en sistemas eléctricos
CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA
MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
Compatibilidad Electromagnética (CEM)
NIVEL DE PERTURBACIONES
TUBOS ELÉCTRICOS
TRANSISTORES
CIRCUITOS INTEGRADOS
INMUNIDAD A LAS PERTURBACIONES
Nanotecnologias
Eng
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Jairo Flechas V.36
–
1950 1960 1970 1990 2000 2010 2020
ante
Copyright: 2022 Eng Jairo Flechas V.37 CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES Susceptibilidad de los equipos
los Sags: Caida del equipo Cada equipo tiene una tolerancia diferente Porcentaje de la Tensión Nominal 100 % 90 % 80 % 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % 20 % 10 % 0 % 1 2 4 6 8 10 20 30 40 50 60 180 300 Duracion (ciclos) Sensor Photoelectrico 1 ciclo – 90 % Vn (Duke Power Study illustrates each device has unique tolerances)
Susceptibilidad de
ante
Sags:
Copyright: 2022 Eng Jairo Flechas V.38 CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES Caida del equipo Cada equipo tiene una tolerancia diferente Porcentaje de la Tensión Nominal 100 % 90 % 80 % 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % 20 % 10 % 0 % 1 2 4 6 8 10 20 30 40 50 60 180 300 Duracion (ciclos) Relé bipolar de doble tiro (DPDT) 2 ciclos – 75 % Vn
los equipos
los
(Duke Power Study illustrates each device has unique tolerances)
ante
Copyright: 2022 Eng Jairo Flechas V.39 CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES Caida del equipo Cada equipo tiene una tolerancia diferente Porcentaje de la Tensión Nominal 100 % 90 % 80 % 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % 20 % 10 % 0 % 1 2 4 6 8 10 20 30 40 50 60 180 300 Duracion (ciclos) Fuente de Alimentación 24 Vcc 9 ciclos – 70 % Vn Susceptibilidad de los equipos
los Sags: (Duke Power Study illustrates each device has unique tolerances)
Susceptibilidad de
ante los Sags:
Copyright: 2022 Eng Jairo Flechas V.40 CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES Caida del equipo Cada equipo tiene una tolerancia diferente Porcentaje de la Tensión Nominal 100 % 90 % 80 % 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % 20 % 10 % 0 % 1 2 4 6 8 10 20 30 40 50 60 180 300 Duracion (ciclos) PLC 37 ciclos 47 % Vn
los equipos
(Duke Power Study illustrates each device has unique tolerances)
de los equipos ante
Sags:
Cada
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equipo tiene una tolerancia diferente Porcentaje de la Tensión Nominal 100 % 90 % 80 % 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % 20 % 10 % 0 % 1 2 4 6 8 10 20 30 40 50 60 180 300 Duracion (ciclos) Sensor Photoelectrico Relé bipolar de doble tiro (DPDT) Fuente de Alimentación 24 Vcc PLC Susceptibilidad
los
(Duke Power Study illustrates each device has unique tolerances)
Circulación de corrientes por Tierra
Compatibilidad Electromagnética (CEM)
Eng Jairo
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Flechas V.42 CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
Electromagnética (CEM)
Circulación de corrientes por Tierra
de Modo Común, causadas
la realizada
Y
NEUTRO- TIERRA
Transformador Principal.
de Comunicación
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① Corrientes
por UNIONES
adicionales a
en el punto
del
Circuitos en Modo Diferencial y en Modo Común L1 L2 L3 N Modo Diferencial Modo Común Cable
Compatibilidad
Copyright: 2022 Eng Jairo Flechas V.44 CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES Instalación Correctamente ejecutada L1 L2 L3 N Modo Diferencial Circulación de corrientes por Tierra Compatibilidad Electromagnética (CEM)
POR
Las perturbaciones de modo común representan uno de los principales problemas de la «CEM» ya que su trayectoria de propagación es difícil de identificar.
Copyright: 2022 Eng Jairo Flechas V.45 CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES Instalación Incorrectamente ejecutada L1 L2 L3 N Modo Común PROHIBIDA
EL RETIE Circulación de corrientes por Tierra Compatibilidad Electromagnética (CEM)
CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA
MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
Circulación de corrientes por Tierra
La circulación de corrientes por el conductor de Tierra en un circuito eléctrico se debe principalmente a los factores siguientes:
Corrientes de Modo Común, causadas por UNIONES NEUTRO- TIERRA adicionales a la realizada en el punto Y del Transformador Principal.
Corrientes de Modo Común, causadas por CARGAS CONECTADAS entre el CONDUCTOR DE FASE y el CONDUCTOR DE TIERRA.
Corrientes de Modo Común, causadas por la forma de conexión de EQUIPOTENCIALIZACION de los VARIADORES DE VELOCIDAD y otros equipos Electrónicos.
Corrientes de Modo Común, causadas por Sistema de Puesta a Tierra (SPT) mal ejecutado o MAL EQUIPOTENCIALIZADO.
Corrientes de Modo Común, causadas por corrientes de Fuentes de Corriente Continua, MAL EQUIPOTENCIALIZADAS.
Corrientes de Modo Común, causadas por corrientes de conexión entre GENERADORES y TRANSFORMADORES con conductor de NEUTRO común.
Corrientes de Modo Común, causadas por corrientes de conexión entre equipos conectados a diferentes circuitos o fuentes de alimentación
Corrientes de Modo Común, causadas por Inducción de corrientes sobre estructuras metálicas.
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①
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③
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④
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⑦
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Conceptos Básicos
CONTENIDO
Que afectaciones causa la mala Calidad de Potencia?
La Medición de la Calidad de Potencia
Como solucionar los problemas de Calidad de Potencia ?
Conclusiones y recomendaciones
Eng
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Jairo Flechas V.47 CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
①
②
③
④
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Para que medir
DEL ESTUDIO
DEFINICIÓN DEL ALCANCE DEL DIAGNOSTICO
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Jairo Flechas V.48 CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES ORIGEN
A.- SOLUCIONAR UN PROBLEMA ELÉCTRICO D. ESTUDIOS DE INVESTIGACION O ACADEMICOS. ESTABLECER OBJETIVOS Y NECESIDADES B. DETERMINAR CONDICIONES ACTUALES DEL SISTEMA ELECTRICO C.- EXIGENCIA OPERADORES DE RED (O.R.).
Fuente: GENELEC de Colombia S.A.S E.- ESTUDIOS DE DIAGNOSTICO ESPECIALIZADO ESTABLECER NIVEL DE AFECTACIÓN EN EL USUARIO ESTABLECER COSTOS ASOCIADOS
CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA
DIAGNOSTICO
MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
EL DIAGNÓSTICO
Griego
DIA A TRAVÉS Gnosis Conocimiento
Griego
Esta determinación se realiza sobre la base de datos y hechos recogidos y ordenados sistemáticamente, que permiten juzgar mejor qué es lo que está pasando.
Eng Jairo Flechas
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V.49
–
“Análisis que se realiza para determinar cualquier situación y cuáles son las tendencias”.
SISTEMA OSEO
SISTEMA MUSCULAR
EL DIAGNÓSTICO
SISTEMA DIGESTIVO
SISTEMA CIRCULATORIO
SISTEMA NERVIOSO
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Flechas V.50 CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES DIAGNOSTICO MEDICO
EL DIAGNOSTICO MÉDICO
DIAGNÓSTICO MÉDICO
CLÍNICA
LABORATORIO
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Flechas V.51 CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA
MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
DIAGNOSTICO DEL SISTEMA ELÉCTRICO
CARGAS ELÉCTRICASCONTROL INDUSTRIAL
CENTRO DE DISTRIBUCIÓN EQUIPOS DE COMPUTO
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2022
V.52
–
Copyright: 2022 Eng Jairo Flechas V.53 CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES A/C XFMR RACKS TABLEROS ELECTRICOS PANEL COMUNICACIONES PUESTOS DE TRABAJO SALA COMPUTADORESHUB / SWITCH PATCH PANEL LAN LAN Servidores • • • DIAGNÓSTICO DEL SISTEMA ELÉCTRICO DIAGNOSTICO ELÉCTRICO
CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA
MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
DIAGNÓSTICO
ELECTRICO
DIAGNÓSTICO DEL SISTEMA ELÉCTRICO
CLÍNICA
LABORATORIO
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V.54
–
Copyright: 2022 Eng Jairo Flechas V.56 CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES 1 HORA 45 MINUTOS 10 MINUTOS ENTENDER EL PROBLEMA COMO RESOLVER EL PROBLEMA RESOLVIENDO EL PROBLEMA !! 5 MINUTOS METODOLOGÍA DEL DIAGNÓSTICO ELÉCTRICO SI LE DIERAN 1 HORA PARA RESOLVER UN PROBLEMA COMO LO RESOLVERÍA
CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA
MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
Método Árbol Lógico
METODOLOGÍA DEL DIAGNÓSTICO ELÉCTRICO
Generalmente se atacan los síntomas pero NO LA CAUSA RAIZ !!
Lluvias de Ideas
Método espina de pescado
Mapas Mentales
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Jairo Flechas V.57
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CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA
MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
METODOLOGÍA DEL DIAGNÓSTICO ELÉCTRICO
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V.58
–
CALIDAD DE
METODOLOGIA EVALUACION PQ
CONOCIMIENTO DEL PROBLEMA
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V.59
POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION
EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
CONOCIMIENTO DEL PROBLEMA
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V.60 CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
ELÉCTRICA
EVALUACIÓN
METODOLOGÍA DEL DIAGNÓSTICO ELÉCTRICO
CONOCIMIENTO DEL PROBLEMA
CONTACTOS INICIALES
ESTABLECER OBJETIVOS
DETERMINAR PUNTOS CRÍTICOS
ANÁLISIS PRELIMINAR
ANÁLISIS DE CONSUMOS
DOCUMENTOS DISPONIBLES
DE ANTECEDENTES
VALIDAR EL MODELO
RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN
PLANOS ELECTRICOS
DIAGRAMAS UNIFILARES
MONITOREOS DE CARGA
EVALUACIÓN DE PARÁMETROS
TRABAJO DE CAMPO
PLANIFICACIÓN
TRABAJO
MEDIR
EN CAMPO
PQ
ANÁLISIS DE LA INFORMACIÓN
MODELAMIENTO ELÉCTRICO
ANÁLISIS DE RESULTADOS
CORTO PLAZO
Copyright: 2022 Eng Jairo Flechas V.61 CALIDAD DE POTENCIA
– MEDICION
Y SOLUCIONES
ANÁLISIS
MEDIANO PLAZO LARGO PLAZO
DEL
QUE
DONDE MEDIR CUANDO MEDIR CON QUE MEDIR COMO MEDIR
MEDICIONES
MONITOREOS
MEDICIONES CAMPOS ELECTROMAGNÉTICOS TERMOGRAFIAS MEDICIONES DEL SPT MEDICIONES DE TEMPERATURAS, HUMEDAD RELATIVA, ETC.
Y
COMPUTADOR SOTWARE DE MODELAMIENTO SISTEMAS DE POTENCIA ANALISIS COMPARATIVO DE RESULTADOS
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES PRIORIDAD 1 PRIORIDAD 2 PRIORIDAD 3
CALIDAD
POTENCIA
EL ASPECTO CLAVE ES MEDIR !!
2022 Eng Jairo Flechas
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V.62
DE
ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
CALIDAD
¿ QUE MEDIR ?
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DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
CALIDAD
POTENCIA ELÉCTRICA
EVALUACIÓN
Consideraciones para realizar Mediciones o monitoreos de Calidad de Potencia
Recomendación IEEE 1159 - 1995: Guía para el monitoreo de calidad de potencia.
Ajustes límites para cargas de 120 V
Fuente: Tesis Oscar Cervantes U costa.
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V.64
DE
– MEDICION
Y SOLUCIONES
CALIDAD
¿ QUE MEDIR ?
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2022
V.65
DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
TÍPICA MAGNITUD DE TENSIÓN
Copyright: 2022 Eng Jairo Flechas V.66 CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES CLASIFICACIÓN DE PERTURBACIONES QUE AFECTAN LA CALIDAD DE LA POTENCIA según la Norma IEEE 1159 (R 2001) CATEGORÍAS ESPECTRO TÍPICO DURACIÓN
1.0 TRANSITORIOS 1.1 IMPULSOS 5ns - 0.1 ms <50ns y >1ms 1.2 OSCILACIONES 1.2.1 FRECUENCIA BAJA < 5 kHz 0 - 4 pu 1.2.2 FRECUENCIA MEDIA 5 - 500 kHz 0 - 8 pu 1.2.3 FRECUENCIA ALTA 0.5 - 5 MHz 0 - 4 pu 2.0 VARIACIONES DE CORTA DURACIÓN 2.1 INSTANTÁNEAS 2.1.1 DEPRESIONES (SAGS) 0.5 - 30 ciclos 0.1 - 0.9 pu 2.1.2 ELEVACIONES (SWELLS) 0.5 - 30 ciclos 1.1 - 1.8 pu 2.2 MOMENTÁNEAS 2.2.1 INTERRUPCIONES 0.5 ciclos - 3 s < 0.1 pu 2.2.2 DEPRESIONES 30 ciclos - 3s 0.1 - 0.9 pu 2.2.3 ELEVACIONES 30 ciclos - 3s 1.1 - 1.4 pu 2.3 TEMPORALES 2.3.1 INTERRUPCIONES 3s - 1 min < 0.1 pu 2.3.2 DEPRESIONES 3s - 1 min 0.1 - 0.9 pu 2.3.3 ELEVACIONES 3s - 1 min 1.1 - 1.2 pu 0,3 a 50 ms 5 μs 20 μs Fuente: Norma IEEE 1159 -2001
CATEGORÍAS ESPECTRO TÍPICO DURACIÓN TÍPICA MAGNITUD DE TENSIÓN
Copyright: 2022 Eng Jairo Flechas V.67 CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
3.0 VARIACIONES DE LARGA DURACIÓN 3.1 INTERRUPCIONES > 1 min 0.0 pu 3.2 SUBTENSIONES > 1 min 0.8 - 0.9 pu 3.3 SOBRETENSIONES > 1 min 1.1 - 1.2 pu 4.0 DESBALANCES DE TENSIÓN Estado estable 0.5 2% 5.0 DEFORMACIONES DE LA FORMA DE ONDA 5.1 DC OFFSET Estado estable 0 - 0.1% 5.2 ARMÓNICOS 0-100º Armónico Estado estable 0 - 20% 5.3 INTERARMÓNICOS 0-6 kHz Estado estable 0 - 2% 5.4 RUIDO Banda Ancha Estado estable 0 1% 6.0 FLUCTUACIONES DE TENSIÓN < 25 Hz Intermitentes 0.1 - 7% 7.0 FLUCTUACIONES DE FRECUENCIA <10 s Fuente: Norma IEEE 1159 -2001 CLASIFICACIÓN DE PERTURBACIONES QUE AFECTAN LA CALIDAD DE LA POTENCIA según la Norma IEEE- 1159 (R 2001)
Eng
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Jairo Flechas V.68 CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES CORRIENTE MÁXIMA DE DISTORSIÓN ARMÓNICA Armónicos de orden individual ICC/IL <11 11<h<17 17<h<23 23<h<35 35<h TDD <20 4 2 1.5 0.6 0.3 5 20<50 7 3.5 2,5 1 0.5 8 50<100 10 4.5 4 1.5 0.7 12 100<1000 12 5.5 5 2 1 15 >1000 15 7 6 2.5 1.4 20 Límites de distorsión Armónica en Corriente Std IEEE 519/92
Copyright: 2022 Eng Jairo Flechas V.69 CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES Límites de Distorsión Armónica en Tensión Voltaje en el PCC Distorsión de voltaje individual Distorsión total de voltaje Menor de 69 kV 3 5 Entre 69 kV y 161 kV 1.5 2.5 Por encima de 161 kV 1 1.5 PCC: Punto común de conexión Std IEEE 519/92
CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA
MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
Consideraciones para realizar Mediciones o monitoreos de Calidad de Potencia
Recomendación IEEE 1159 - 1995: Guía para el monitoreo de calidad de potencia.
Para la interpretación de datos y buenas técnicas de medición se describen ciertas condiciones y pasos para tener presentes antes y durante las mediciones y monitoreo.
a. Determinar objetivos de la medición
b. Localización de los puntos a monitorear
c. Reconocimiento del sistema eléctrico a medir. (Diagramas unifilares y parámetros eléctricos del sistema).
d. Establecer las fuentes generadoras de preturbaciones.
e. Recopilar toda la información relevante del sistema eléctrico.
f. Determinar límites y umbrales de la medición.
g. Determinar el tiempo de la medición.
h. Interpretación correcta de los datos.
Fuente: Tesis Oscar Cervantes U costa.
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V.70
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CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA
MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
Information Technology Industry Council (ITI)
Consideraciones para realizar Mediciones o monitoreos de Calidad de Potencia
Curva ITI
Tolerancias de variaciones de tensión permitidas
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V.71
–
TENSIÓN
Copyright: 2022 Eng Jairo Flechas V.72 CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES 1 min Vn = 1 0.9 1.1 0.8 1.4 1.2 1.8 EVENTOS TEMPORALES EVENTOS DE LARGA DURACIÓN Elevaciones de Tensión (Swells) Caídas de Tension (Sags) Interrupciones (Interruptions) 0.1 VARIACIONES DE TENSIÓN IEEE-1159 -1995 (R-2001) 30 CICLOS 0,5 SegundoInstantáneas Instantáneas Momentáneas Temporales Larga Duración Magnitud de Tensión en P.U. Tiempo (log) P.U. Subtensiones Sobretensiones Transitorias Fluctuaciones Interrupciones 3 Segundos Momentáneas0.5 CICLOS FLUCTUACIONES DE
CREG ESTADO ESTABLE Consideraciones para realizar Mediciones o monitoreos de Calidad de Potencia
CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA
MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
¿ DONDE MEDIR ?
Sistema Interconectado Nacional Ley 143 de 1994.
Eng Jairo Flechas
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2022
V.73
–
Fuente: CREG
CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA
MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
LIMITE DE LA MEDIDA
¿ DONDE MEDIR ?
PROTOCOLO EVO DE MEDICIÓN
UN EQUIPO UN PROCESO
Maquina, caldera, compresor, motor, etc.
Aire comprimido, calefacción, produccion
TODA LA INSTALACIÓN ELÉCTRICA
Fuente: PROTOCOLO EVO (IPMVP)
El límite de medida se puede establecer conforme a cada situación particular.
Acometida principal Transformador www.evo world.org
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V.74
–
Copyright: 2022 Eng Jairo Flechas V.75 CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES M 34,5 kV 440 V 220V M MM BARRAJE DE TIERRA BARRAJE DE NEUTRO BARRAJE DE NEUTROBARRAJE DE TIERRA GENERADOR EMERGENCIA TRANSFORMADOR ¿ DONDE MEDIR ? kW.h MEDIDA MT USUARIO FINAL
CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA
MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
¿ DONDE MEDIR ?
Eng Jairo Flechas
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V.76
–
Eng
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Jairo Flechas V.77 CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES La norma EN61010 rige para equipos de comprobación de baja tensión (< 1 000 V).
¿ DONDE MEDIR ?
CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA
MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
¿ DONDE MEDIR ?
Tabla 1. Categorías de mediciones.
La norma EN61010 rige para equipos de comprobación de baja tensión (< 1 000 V).
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V.78
–
¿ COMO MEDIR ?
ASPECTOS CLAVES
FIJAR UNA REFERENCIA
CALIBRACIÓN PRELIMINAR DE LOS EQUIPOS
UTILIZACIÓN DE EQUIPOS SIMULTÁNEOS
EQUIPOS DE IGUAL ESPECIFICACIÓN
Copyright: 2022 Eng Jairo Flechas V.79 CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
CALIDAD
COMO MEDIR ?
EVALUACIÓN
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V.80
DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION
Y SOLUCIONES ¿
CALIDAD
EVALUACIÓN
¿ CON QUE MEDIR ?
MÉTODO DE MEDIDA
CLASE A CLASE S
Mínimo 7 Días
Cualquier Tiempo
CLASE B
se define con el objeto de evitar que NO queden obsoletos muchos diseños de instrumentos ya existentes.
Eng
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Jairo Flechas V.81
DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION
Y SOLUCIONES
Cuando se requieren resultados precisos
Para estudios estadísticos que no requieren gran precisión de medida
CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
¿ CON QUE MEDIR ?
Cumple con la norma IEC 61000-4-30 EQUIPOS CLASE A
¿QUÉ ES LA CLASE A?
Clase A es un estándar internacional que regula la forma en que un instrumento mide y calcula varios parámetros de calidad de energía para que los valores medidos sean comparables entre diferentes instrumentos y diferentes marcas.
En el mercado hay una serie de instrumentos que afirman cumplir con IEC 61000-4-30
Clase A. Sin embargo, se ha demostrado en relación con las pruebas y mediciones comparativas que solo algunos de estos instrumentos cumplen plenamente con IEC 61000-4 -30, Clase A.
Dos parámetros han resultado particularmente
difíciles de medir según la norma: Flicker y armónicos.
Fuente: unipower.se
Eng
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2022
Jairo Flechas V.82
Copyright: 2022 Eng Jairo Flechas V.83 CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES ¿ CON QUE MEDIR ? Cumple con la norma IEC 61000-4-30 EQUIPOS CLASE A RMS Muestreo 5 000 muestras en 10/12 ciclos según IEC61000-4-30
CALIDAD
¿ CON QUE MEDIR ?
EQUIPOS CLASE A
Eng
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Jairo Flechas V.84
DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
¿ CON QUE MEDIR ?
EQUIPOS CLASE A
Eng
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Jairo Flechas V.85 CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
TIPOS DE EQUIPO DE MEDIDA DE PQ
FIJOS O DE MONTAJE EN TABLERO
Eng
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Jairo Flechas V.86 CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
SIEMENS
PAC-3100
CUTLER HAMER IQ 7000
SCHNEIDER PM-800
SCHNEIDER
CON QUE MEDIR ?
EQUIPOS CLASE A
Eng
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Jairo Flechas V.87 CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
¿
CIRCUTOR AR-6
RPM
DRANTEZ
DEWETRON
PQBE
PORTÁTILES
DE POTENCIA ELÉCTRICA
MEDICION EVALUACIÓN Y
¿ CON QUE MEDIR ?
EQUIPOS CLASE A
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Eng Jairo Flechas
V.88 CALIDAD
–
SOLUCIONES
CALIDAD
POTENCIA
Eng
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2022
Jairo Flechas V.89
DE
ELÉCTRICA –
MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
LOS EQUIPOS DEBEN TRABAJAR EN CONDICIONES AMBIENTALES DENTRO DEL RANGO ACEPTABLE
¿ CON QUE MEDIR ?
CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA
Eng Jairo Flechas
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V.90
–
MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
¿ CON QUE MEDIR ?
LOS EQUIPOS SE DEBEN PROGRAMAR DE ACUERDO AL TIPO DE MUESTREO QUE SE REQUIERE
Copyright: 2022 Eng Jairo Flechas V.92 CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES Medidores Clase S podrán emplearse para investigaciones estadísticas, estudios de diagnóstico en instalaciones y otras aplicaciones donde no se requiere una alta precisión o baja incertidumbre. ¿ CON QUE MEDIR ? norma IEC 61000-4-30 EQUIPOS CLASE S
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2022
V.93
CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA
–
MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
¿ CON QUE MEDIR ?
DEBEN TRABAJAR EN CONDICIONES AMBIENTALES DENTRO DEL
RANGO ACEPTABLE
EQUIPOS CLASE A Y CLASE S
CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA
MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
¿ CUANDO MEDIR ?
Semana del año
Hora del día
Época del año
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V.94
–
Principios de la medida
Copyright: 2022 Eng Jairo Flechas
V.95
CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA
–
MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
“LA CALIBRACIÓN
NO CORRIGE ERRORES O DEFECTOS EN UN INSTRUMENTO,
SOLO IDENTIFICA Y CUANTIFICA LOS ERRORES
DESDE EL PUNTO DE VISTA METROLÓGICO”
Fuente: WIKIPEDIA
¿ COMO MEDIR ?
CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA
MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
¿ COMO MEDIR ?
Principios de la medida
Repetibilidad de los Resultados de las Mediciones:
Grado de concordancia entre resultados de sucesivas mediciones del mismo mensurando, mediciones efectuadas con aplicación de la totalidad de las mismas condiciones de medida.
Reproducibilidad de los Resultados de las mediciones:
Grado de concordancia entre los resultados de las mediciones del mismo mensurando, mediciones efectuadas bajo diferentes condiciones de medida.
Eng Jairo Flechas
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V.96
–
VALIDEZ
CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA
MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
¿ COMO MEDIR ?
Principios de la medida
las condiciones que deben ser exigidas en un test diagnóstico son:
Es el grado en que un test ó prueba mide lo que se supone que debe medir, es decir, la frecuencia con la que los resultados obtenidos con este test pueden ser confirmados por otros más complejos y rigurosos.
Es la capacidad de un test de ofrecer los mismos resultados cuando se repite su aplicación en circunstancias similares.
Reproducibilidad
La reproductividad viene determinada por la variabilidad del hecho observado, la introducida por el propio observador y la derivada del propio test.
Es la certeza de que un test predecirá la presencia o ausencia del problema.Confiabilidad
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–
Aptitud de un instrumento de medición para no alterar la magnitud de la medida.
¿ COMO MEDIR ?
Principios de la medida
Precisa
Transparente
MEDIR ?
Fuente:
(IPMVP)
Relevante
Coherente
Amplia
Conservadora
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Jairo Flechas V.98 CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
www.evo world.org
PROTOCOLO EVO
¿
COMO
CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
¿ COMO MEDIR ?
Principios de la medida
Incertidumbre de la Medición
Parámetro, asociado con el resultado de una medición, que caracteriza a la dispersión de los valores que en forma razonable se le podrían atribuir a la magnitud por medir.
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V.99
COMO MEDIR ?
Principios de la medida
Baja Exactidud
Precisión
Baja Exactidud
Precisión
Objetivo
Exactitud
Posición
Alta Exactidud
Precisión
Posición
Exactidud
Precisión
Posición
Posición
Eng
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Jairo Flechas V.100 CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
Baja
Alta
Baja
Alta
Alta
Probabilidad
Objetivo Probabilidad
Probabilidad
Objetivo Probabilidad
Objetivo
¿
CALIDAD
¿ COMO MEDIR ?
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V.101
DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA
MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
¿ COMO MEDIR ?
Single phase connection
Neutral to ground connection
2022 Eng Jairo Flechas
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V.102
–
Copyright: 2022 Eng Jairo Flechas V.103 CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES Split Phase 3 Phase, Four Wire Wye 3 Phase (Floating or Grounded) Delta 3 Phase 2-Watt Delta ¿ COMO MEDIR ?
MEDIR ?
Eng
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Jairo Flechas V.104 CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES Generic Circuit 2 1/2 Element Without Voltage Channel C ¿ COMO
CALIDAD
¿ COMO MEDIR ?
Connecting Current Probes
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V.105
DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
Copyright: 2022 Eng Jairo Flechas V.106 CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES DC Current Range .....................................................999.9 A Resolution ...............................................0.1 A Accuracy .................................................2 % ± 5 digits AC Voltage Range .....................................................600 V /1000 V Resolution ...............................................0.1 V / 1 V Accuracy .................................................1.5 % ± 5 digits (20 – 500 Hz) FLUKE 381 Sensibilidad de posición ¿ COMO MEDIR ?
Copyright: 2022 Eng Jairo Flechas V.107 CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES NFPA 70E-2018 ¿ QUE NORMATIVIDAD UTILIZAR? IEEE 1159-2009 NTC-IEC 61000-4-7:2013 NTC-EIC 61000-4-30:2012 NTC 5001 2008 EN50160 IEEE 519-2009 IEEE 518-2009 IEEE 1100 IEEE P1250 C57-110 C84.1 C37 FIPS 2004 UL 1449 FIPS 1978 NFPA 75 NIST 94 NIST SP768 NFPA 70 NFPA 780 ITI CURVE IEEE 493 IEEE 446 IEEE 1584 IEEE COLOR BOOKS NESC IEC 62305 NTC 1340 2012 NTC 2050 2020
INTERNACIONAL
Alineación de las Normas Técnicas
DE NACIONES
DE NACION
ASOCIACION
DE EMPRESA
Eng
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2022
Jairo Flechas V.108 CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
DE
¿ CON QUIEN MEDIR ?
CAPITULO 1 DISPOSICIONES GENERALES
ARTICULO 1 - CAMPO DE APLICACION
2.2 PERSONAS
Aplica a los profesionales que cubre la Ley 51 de 1986
Ingenieros electricistas, electromecánicos, de distribución y redes eléctricas,
Aplica a los técnicos electricistas que cubre la Ley 19 de 1990.
Fuente imágenes: freeimages
Retie
Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas
Aplica a los tecnólogos que cubre la Ley 392 de 1997
Fotografía GENELEC
CONALTEL
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2022 Eng Jairo Flechas V.109 CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA
MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
¿ CON QUIEN MEDIR ?
PERSONAL CALIFICADO
PERSONAL MATRICULADO
PERSONAL COMPETENTE
PERSONAL CERTIFICADO
PERSONAL HABILITADO
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V.110
–
Conceptos Básicos
CONTENIDO
Que afectaciones causa la mala Calidad de Potencia?
La Medición de la Calidad de Potencia
Como solucionar los problemas de Calidad de Potencia ?
Conclusiones y recomendaciones
2022 Eng Jairo Flechas
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V.111 CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
①
②
③
④
⑤
CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA
MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN A PROBLEMAS DE CALIDAD DE POTENCIA
Flexible AC Transmission Systems (FACTS)
Sistemas de transmisión de CA flexibles
STATIC COMPENSATOR (STATCOM)
Compensador Estático
VOLTAGE SOURCED CONVERTER BASED BACK-TO-BACK DC POWER TRANSFER
Convertidor de fuente de tensión basado en transferencia de respaldo de potencia de cc
Eng
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Jairo Flechas V.112
–
CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA
MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN A PROBLEMAS DE CALIDAD DE POTENCIA
Dinamic Voltage restorer (DVR)
Distribution Static Compensator (DSTATCOM)
Restaurador dinámico de Tensión Compensador estático de distribución
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2022
V.113
–
CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA
MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN A PROBLEMAS DE CALIDAD DE POTENCIA
Static Transfer Switch (STS)
Interruptor de transferencia estática
Active Voltage Conditioner (AVC)
Acondicionador activo de Tensión
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V.114
–
CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA
MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN A PROBLEMAS DE CALIDAD DE POTENCIA
Sag Corrector (DySC)
Voltage Conditioner (VC)
Corrector de Variaciones de Corta duración Acondicionador de Tensión
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V.115
–
CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA
MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN A PROBLEMAS DE CALIDAD DE POTENCIA
Voltage Regulators (AVR)
Automáticos de Tensión
Stabilizer (VS)
Estabilizador de Tensión
Cambiador de Tomas transformadores
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V.116
–
Reguladores
Automatic
Voltage
CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA
MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN A PROBLEMAS DE CALIDAD DE POTENCIA
Static Uninterruptible Power Supply (UPS)
Estática
Uninterruptible Power Supply (UPS)
UPS Rotativa
Eng Jairo
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Flechas V.117
–
UPS
Rotative
CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA
MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN A PROBLEMAS DE CALIDAD DE POTENCIA
Power Factor Correction (PFC)
Corrector de Factor de Potencia
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V.118
–
CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA
MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
ALTERNATIVAS DE SOLUCION A PROBLEMAS DE CALIDAD DE POTENCIA
TRANSIENT VOLTAGE SURGE SUPPRESSOR (TVSS) Supresor de sobretensiónes transitorias
Dispositivos de Protección contra Sobretensiones (DPS)
IEC ANSI UL
Nota:
Eng
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2022
Jairo Flechas V.119
–
En las normas EN se habla de tipo, en las IEC de clase, en las IEEE de categoría y en las UL de tipo.
CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA
MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN A PROBLEMAS DE CALIDAD DE POTENCIA
CONFIGURACION SUBESTACIONES MT y BT
Eng Jairo Flechas
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V.120
–
Fuente: Schneider
SOLUCIONES
CONFIGURACION DE SISTEMA ELÉCTRICO
TIER 1
2022 Eng Jairo Flechas
Copyright:
V.121 CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y
Fuente: BICSI 002-2011
CONFIGURACION DE SISTEMA ELÉCTRICO
TIER 2
2022 Eng Jairo
Copyright:
Flechas V.122 CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
Fuente: BICSI 002-2011
CONFIGURACION DE SISTEMA ELÉCTRICO
TIER 3
Copyright: 2022 Eng Jairo Flechas V.123 CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
Fuente: BICSI 002-2011
CONFIGURACION DE SISTEMA ELÉCTRICO
TIER 3 ALTERNATIVA
Eng
Copyright: 2022
Jairo Flechas V.124 CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
Fuente: BICSI 002-2011
CONFIGURACION DE SISTEMA ELÉCTRICO
TIER 4
2022 Eng Jairo
Copyright:
Flechas V.125 CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
Fuente: BICSI 002-2011
CONFIGURACION DE SISTEMA ELÉCTRICO
TIER 4 ALTERNATIVA
Eng
Copyright:
2022
Jairo Flechas V.126 CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
Fuente: BICSI 002-2011
Copyright: 2022 Eng Jairo Flechas V.127 CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES Fuente: Schneider EMC practical installation guide Compatibilidad Electromagnética (CEM) La CEM de los aparatos electrónicos intercomunicados Configuración Incorrecta Configuración Correcta ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN A PROBLEMAS DE CALIDAD DE POTENCIA
CALIDAD
ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN A PROBLEMAS DE CALIDAD DE POTENCIA
Tipos de Filtros Armónicos
FILTROS
PASIVOS ACTIVOS
SERIE PARALELO
HIBRIDOS
SERIE PARALELO
Eng
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Jairo Flechas V.128
DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA
MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
SELECCIÓN DE FILTROS ARMONICOS
TIPO DE FILTROPROBLEMA
FILTROS DE RECHAZO O DESINTONIZADOSCORRECCION DE PROBLEMAS DE RESONANCIA EN EQUIPOS DE CORRECCION DE FP
FILTROS DE ABSORCION O SINTONIZADOSABSORCIÓN DE ARMÓNICOS PARA REDUCIR EL THD DE LA INSTALACIÓN
CORRIENTE DE LÍNEA DE CONVERTIDORES CON ALTO CONTENIDO DE ARMÓNICOS
REACTANCIAS EN SERIE CON ENTRADA DE RED. REACTANCIAS EN EL LADO DE CC (CORRIENTE CONTINUA)
FILTROS EMI PERTURBACIONES EMI EN CONVERTIDORES CA/CC Y CA/CA CON MODULACIÓN PWM
RECHAZO DE FRECUENCIAS DE TELECONTROL
FILTROS DE RECHAZO DE BANDA
Copyright: 2022 Eng Jairo Flechas V.129
–
CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA
MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN A PROBLEMAS DE CALIDAD DE POTENCIA
Filtros de Armónicos Pasivos
El filtro, denominado filtro pasivo, está compuesto por un condensador conectado en serie a un inductor y su función es la de igualar la frecuencia de resonancia total a la frecuencia del armónico que se desea eliminar.
El filtro pasivo, que se determina en cada caso en función del armónico concreto que necesita ser filtrado, es económico al tiempo que fácil de conectar y de poner en funcionamiento.
Eng Jairo Flechas
Copyright:
2022
V.130
–
Fuente: ABB CONDENSADORES Y FILTRADO DE
ARMÓNICOS
CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA
MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN A PROBLEMAS DE CALIDAD DE POTENCIA
Filtros de Armónicos Hibridos
El filtro activo es capaz de eliminar de forma automática los armónicos de corriente presentes en la red con una amplia gama de frecuencias.
Su tecnología electrónica le permite generar un sistema de armónicos capaz de anular los armónicos presentes en la red.
Eng Jairo Flechas
Copyright:
2022
V.131
–
+ =
Fuente: ABB
CONDENSADORES Y FILTRAO DE ARMÓNICOS
CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA
MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN A PROBLEMAS DE CALIDAD DE POTENCIA
Filtros de Armónicos Hibridos
El filtro activo es capaz de eliminar de forma automática los armónicos de corriente presentes en la red con una amplia gama de frecuencias.
Su tecnología electrónica le permite generar un sistema de armónicos capaz de anular los armónicos presentes en la red.
Copyright: 2022 Eng Jairo Flechas
V.132
–
+ =
Fuente: ABB CONDENSADORES Y FILTRAO DE ARMÓNICOS
CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA
MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
Filtros de Armónicos
Corriente armónica con Filtro de armónicos
Copyright: 2022 Eng Jairo Flechas
V.133
–
Fuente:
ABB CONDENSADORES Y FILTRAO DE ARMÓNICOS
Corriente armónica sin Filtro de armónicos
ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN A PROBLEMAS DE CALIDAD DE POTENCIA
CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA
MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN A PROBLEMAS DE CALIDAD DE POTENCIA
Filtros de Armónicos
Filtro Pasivo Filtro Activo Filtro Hibrido
Copyright: 2022 Eng Jairo Flechas
V.134
–
CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA
MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN A PROBLEMAS DE CALIDAD DE POTENCIA
Desacoplamiento de las perturbaciones
Transformadores de aislamiento
Permiten cambiar de régimen de neutro en cualquier punto de la instalación.
Garantiza un buen aislamiento galvánico, pero solamente en baja frecuencia «BF».
Para garantizar un aislamiento galvánico adecuado en alta frecuencia «AF», será necesario utilizar un transformador de pantalla doble.
Bloquea y conduce las corrientes de modo común hacia las masas.
Permite abrir los bucles de masa.
Copyright: 2022 Eng Jairo Flechas V.135
–
Fuente: Schneider EMC practical installation guide
Conclusiones y recomendaciones
Eng Jairo
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Flechas V.136 CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
ELÉCTRICA
EVALUACIÓN
INFORME FINAL AL CLIENTE
RECOMENDABLE PRESENTAR UN RESUMEN EJECUTIVO Y ANEXO EL INFORME TÉCNICO DETALLADO.
IMPORTANTE DEFINIR ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN VIABLES, DISCRIMINADAS POR PRIORIDADES Y PLAZOS DE EJECUCIÓN DE CORTO, MEDIANO Y LARGO PLAZO.
Copyright: 2022 Eng Jairo Flechas V.137 CALIDAD DE POTENCIA
– MEDICION
Y SOLUCIONES DEBE SER CLARO PARA QUIEN LO LEE. DEBE SER COMPLETAMENTE OBJETIVO Y
TRANSPARENTE.
ES
ES
EL
CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA
MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
1. La metodología implementada ha sido probada y ha demostrado ser efectiva en el diagnóstico y solución de problemas de calidad de potencia en clientes de sistemas eléctricos industriales, comerciales y residenciales.
2. El papel de la información recopilada y el conocimiento de los procesos de cada uno de los usuarios, son la base para cualquier análisis y por lo tanto de éstos dependen los resultados de las soluciones planteadas.
3. Es muy importante tener en cuenta que no se deben implementar soluciones sin análisis del sistema eléctrico, no se deben tratar los síntomas. Se deben evitar influencias por “manejos comerciales" de los algunos fabricantes de equipos.
Eng
Copyright: 2022
Jairo Flechas V.138
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CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA
MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
4. En ocasiones, la solución al problema es más sencilla de lo esperado. Por esta razón, es muy importante la realización de un diagnostico o estudio antes de tomar cualquier decisión al respecto.
5. De un modelo detallado y de unas simulaciones confiables, se pueden analizar diversas alternativas de solución de los problemas, de manera rápida y precisa.
6. De la especificación y calidad de los equipos de medida y del software de simulación, depende buena parte de la calidad del estudio que se realice. Por otra parte la experiencia de los ingenieros involucrados en el análisis es fundamental para aprovechar al máximo las herramientas y generar las mejores alternativas de solución.
7. Se recomienda que al realizar los diagnósticos del sistema eléctrico, se debe analizar el problema de manera SISTÉMICA, pues las causas de los problemas no necesariamente tiene una sola causa raíz. Sino que la presencia de unas preexistencias, que bajo ciertas condiciones de operación pueden ser las que producen las fallas del sistema eléctrico.
Copyright: 2022 Eng Jairo Flechas V.139
–
CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA
MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
8. Uno de los aspectos más importantes de la metodología planteada consiste en la realimentación de información de campo por medio de la utilización de equipos de monitoreo adecuados, para validar el modelo planteado. Otro aspecto fundamental es la simulación de las diferentes condiciones de operación del sistema analizado con el fin de poder detectar la situación o caso más crítico.
9. Las metodologías tradicionales se basan generalmente sólo en el modelamiento de los sistemas con la información suministrada por el usuario, situación que ha causado inconvenientes en la implementación de filtros. Por esto, en la metodología planteada en este artículo se han considerando las condiciones reales de operación de los sistemas bajo análisis.
10. Para una instalación nueva, no se recomienda adquirir filtros o dispositivos para la solución de problemas con armónicos de tipo pasivo, hasta tanto no esté operando la instalación en condiciones normales. Cuando este en operación normal el proceso, es que se recomienda medir e implementar la solución mas adecuada.
11. Cada problema determinado en el estudio realizado, puede tener una solución diferente. No se recomienda una sola solución para todos los problemas por el alto costo que representa.
Nota: Las metodologías tradicionales algunas veces se basan generalmente sólo en el modelamiento de los sistemas con la información suministrada por el usuario, situación que ha causado inconvenientes en la implementación de filtros. Por esto, en la metodología planteada se han considerando las condiciones reales de operación de los sistemas bajo análisis.
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CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA
MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
12. En ocasiones, la solución al problema es más sencilla de lo esperado. Por esta razón, es muy importante la realización de un diagnostico o estudio antes de tomar cualquier decisión al respecto.
13. En los casos en que se requiera análisis del sistema de potencia, la clave es realizar un modelo detallado (basado en el diagrama unifilar actualizado) y de unas simulaciones confiables (escenarios), con el fin de analizar diversas alternativas de solución de los problemas, de manera precisa y confiable.
14. De la correcta selección de la especificación y calidad de los equipos de medida y del software de simulación, depende buena parte de la calidad del estudio que se realice.
15. Por otra parte la experiencia de los ingenieros y equipo técnico involucrado (la cínica) en el análisis es fundamental para aprovechar al máximo las herramientas y generar las mejores alternativas de solución.
Copyright: 2022 Eng Jairo Flechas V.141
–
Preguntas
Eng Jairo
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Flechas V.142 CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA – MEDICION EVALUACIÓN Y SOLUCIONES
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