Analisis Armonico Siderurgicas[1]

7/28/2019 Analisis Armonico Siderurgicas[1]

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1

Ing. Guillermo Espinoza M


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2

De la evaluacin de armnicos en unsistema elctrico que es un grangenerador de ellas.

De los aspectos a considerar en elplanteamiento del problema y sussoluciones posibles

La aplicacin del software DIgSILENTPowerFactory en la obtencin de resultados


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3

Hornos de fundicin de arco elctrico

Magnitudes de corriente muy grandes


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4

Procesos de laminacincon motores deCD

Procesos con variadores de velocidad


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5


6/44

6


7/44

7


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8


9/44

9


10/44

10


11/44

11


12/44

12

1000.0802.00604.00406.00208.0010.000 ..

192.76

153.18

113.60

74.025

34.447

-5.1297

385.800 Hz183.692 Ohm

406.700 Hz25.671 Ohm

166.000 Hz36.419 Ohm

173.100 Hz29.925 Ohm

250.000 Hz33.672 Ohm

247.000 Hz67.644 Ohm

DIgSILENT

Respuesta del bus

de acometida


13/44

13

1000.0802.00604.00406.00208.0010.000 ..

195.31

154.43

113.56

72.687

31.813

-9.0613

388.500 Hz185.988 Ohm

178.700 Hz1.885 Ohm

167.600 Hz10.460 Ohm

DIgSILENT

Respuesta del bus

principal de la planta


14/44

14

1000.0802.00604.00406.00208.0010.000 ..

211.55

167.29

123.02

78.764

34.503

-9.7581

169.000 Hz12.257 Ohm

388.200 Hz201.313 Ohm

DIgSIL

ENT

Respuesta del busdel tablero del hornode fundicin (EBT)


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15

Formas de Onda

Waveform Snapshot at 20/07/2006 22:05:59

CHA Volts CHA Amps

22:06:00.009 22:06:00.015 22:06:00.020 22:06:00.025 22:06:00.030 22:06:00.035

Volts

-400000

-300000

-200000

-100000

0

100000

200000

300000

400000

Amps

-400

-300

-200

-100

0

100

200

300

400


16/44

16

0.050.040.030.020.01-0.00 [s]

1500.00

1000.00

500.00

0.00

-500.00

-1000.00

-1500.00

Carga:PositiveSequenceCurrentinA

Forma de onda conteniendo armonicas pares Carga

Date: 9/20/2005

Annex: /2

DIgSILENT


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17


18/44

18

Formas de Onda

Total RMS: 1500.80 Amps

DC Level : 34.80 Amps

Fundamental(H1) RMS: 1495.37 AmpsTotal Harmonic Distortion (H02-H50): 4.94 % of FND

Even cont ribut ion (H02-H50): 0.98 % of FND

Odd cont ribut ion (H03-H49): 4.84 % of FND

CHA Amps

Thd H05 H10 H15 H20 H25 H30 H35

% of FND

0

1

2

3

4

5


19/44

19


20/44

20

1000.0802.00604.00406.00208.0010.000 ..

211.55

167.26

122.97

78.685

34.398

-9.8890

173.600 Hz

0.227 Ohm

181.300 Hz1.856 Ohm119.500 Hz

0.556 Ohm

113.600 Hz9.604 Ohm

158.100 Hz20.035 Ohm

167.800 Hz13.587 Ohm

388.400 Hz201.480 Ohm

DIgSILENT

Comparacin de larespuesta del bus deacometida con y sinfiltros


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21

1000.0802.00604.00406.00208.0010.000 ..

193.46

153.73

114.01

74.285

34.561

-5.1631

386.200 Hz183.702 Ohm

115.700 Hz16.924 Ohm

160.600 Hz19.183 Ohm

244.400 Hz30.681 Ohm

250.200 Hz33.773 Ohm

172.800 Hz29.926 Ohm

166.000 Hz

36.419 Ohm157.200 Hz42.932 Ohm

112.700 Hz27.567 Ohm

240.900 Hz61.273 Ohm

247.100 Hz67.668 Ohm

406.700 Hz25.671 Ohm

DIgSILENT

Comparacin de la

respuesta del busprincipal de la plantacon y sin filtros


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22


23/44

23

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Componentes armnicos

Porcentaje de lafundamental


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24

Grficas de Tiempo

CHA Vrmsavg CHA Irmsavg

Vrmsa

vg

Irmsavg

21:16 21:18 21:20 21:22 21:24 21:26 21:28 21:30 21:32

19000

20000

21000

22000

23000

24000

25000

26000

0

500

1000

1500

2000

2500

Voltaje y corrienteregistradas en un ciclo de

operacin del horno


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25

Formas de Onda

Total RMS: 1280.30 AmpsDC Level : 42.65 Amps

Fundamental(H1) RMS: 1141.34 Amps

Total Harmonic Distortion (H02-H50): 5.67 % of FND

Even contributi on (H02-H50): 3.33 % of FND

Odd contributi on (H03-H49): 4.59 % of FND

CHA Amps

Thd H05 H10 H15 H20 H25 H30 H35

% of FND

0

1

2

3

4

5

6

En fusin inicial


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26

Formas de Onda

CHA Volts CHA Amps21:23:00.009 21:23:00.015 21:23:00.020 21:23:00.025 21:23:00.030 21:23:00.035

Volts

-40000

-30000

-20000

-10000

0

10000

20000

30000

40000

Amps

-4000

-3000

-2000

-1000

0

1000

2000

3000

4000


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27

Formas de Onda

Total RMS: 897.20 AmpsDC Level : 16.20 Amps

Fundamental(H1) RMS: 873.87 Amps

Total Harmonic Distortion (H02-H50): 8.81 % of FNDEven contr ibuti on (H02-H50): 4.82 % of FND

Odd contr ibut ion (H03-H49): 7.38 % of FND

CHA Amps

Thd H05 H10 H15 H20 H25 H30 H35

% of FND

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

En fusin final


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28

2da componente (frecuencia 111 Hz)

3ra componente (frecuencia 172 Hz)


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29


30/44

30

1000.0802.00604.00406.00208.0010.000 ..

15.270

12.118

8.9668

5.8152

2.6636

-0.4881

160.900 Hz14.524 Ohm

104.500 Hz8.268 Ohm

171.300 Hz0.313 Ohm

111.700 Hz0.388 Ohm

DIgSILENT

Respuesta deltablero del hornoEBT con los filtrospropuestos


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31


32/44

32

2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0 16.02.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0 16.02.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0 16.0 ..

5.0000

4.0000

3.0000

2.0000

1.0000

0.000

D

IgSILENT

Componentesindividuales de

corriente endiferentes tableros


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33

THD THD factor deTablero calculado recomendado potencia

% %

Acometida 0.29 1.5 0.974

Tablero Hornos 2.13 5 0.99Tablero horno EBT 2.5 5 0.82

Asimismo, conforme al IEEE se determin ladistorsin total de la demanda que en el

punto de acometida fue de 1.08 % mientrasque el lmite recomendado es de 3.75 %

Distorsin total de voltaje calculada*


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34

Formas de Onda

Waveforms (1.0 sec.) at 22/07/2006 10:07:09

CHA Volts CHB Volts

10:07:09.10 10:07:09.11 10:07:09.12 10:07:09.13 10:07:09.14 10:07:09.15 10:07:09.16 10:07:09.17

Volts

-50000

-40000

-30000

-20000

-10000

0

10000

20000

30000

40000

50000


35/44

35


36/44

36

0.2500.1800.1100.040-0.0300-0.1000 ..

2.1696

1.1828

0.196

-0.7907

-1.7775

-2.7643

0.109 s-2.539 p.u.

0.109 s-1.872 p.u.

0.104 s1.945 p.u. DIg

SILENT


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37

Con las evaluaciones de sobretensiones sedeterminaron los apartarrayos para losfiltros.

Asimismo, en estado estable las tensionesno exceden mas del 1.02 p.u. encondiciones de baja carga


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38


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39


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40

Mes Cargo kWh Cargo Demanda FP Bonificacin

Enero 1,249,145.71$ 76,993.10$ 90.10 346.60$

Febrero 1,184,197.26$ 75,146.11$ 90.90 2,931.18$Marzo 1,240,799.89$ 74,598.18$ 90.50 1,713.81$

Abril 1,217,671.72$ 71,978.28$ 90.80 2,682.10$

Mayo 906,228.55$ 73,734.56$ 91.00 2,489.64$

J unio 1,169,006.03$ 76,557.66$ 90.20 648.01$

J ulio 1,224,162.79$ 76,993.10$ 90.10 339.67$

Agosto 1,017,035.24$ 75,146.11$ 90.90 2,517.41$

Septiembre 1,156,788.13$ 74,598.18$ 90.50 1,597.77$

Octubre 1,132,434.70$ 71,978.28$ 90.80 2,494.35$

Noviembre 1,121,110.35$ 73,734.56$ 91.00 3,079.97$

Diciembre 1,120,257.98$ 76,557.66$ 90.20 620.99$

TOTAL 21,461.50$

Bonificacin con equipos actuales

Con montos expresados en dlaresamericanos


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41

Mes Cargo kWh Cargo Demanda FP Bonificacin

Enero 1,249,145.71$ 76,993.10$ 97.40 23,726.07$

Febrero 1,184,197.26$ 75,146.11$ 97.40 22,492.45$

Marzo 1,240,799.89$ 74,598.18$ 97.00 22,385.57$

Abril 1,217,671.72$ 71,978.28$ 97.00 21,968.30$

Mayo 906,228.55$ 73,734.56$ 97.00 16,349.48$

J unio 1,169,006.03$ 76,557.66$ 97.00 21,090.31$J ulio 1,224,162.79$ 76,993.10$ 97.00 22,085.41$

Agosto 1,017,035.24$ 75,146.11$ 97.00 18,348.57$

Septiembre 1,156,788.13$ 74,598.18$ 97.00 20,869.89$

Octubre 1,132,434.70$ 71,978.28$ 97.00 20,430.52$

Noviembre 1,121,110.35$ 73,734.56$ 97.00 20,226.22$

Diciembre 1,120,257.98$ 76,557.66$ 97.00 20,210.84$

TOTAL 250,183.65$

Diferencia 228,722.15$


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Beneficio econmico conequipos propuestos y sin

considerar:ahorros enmantenimiento

eficiencia en el horno

reduccin de prdidaselctricas, etc. . .


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Se ha presentado una evaluacin dearmnicos detallada de un sistema elctrico

tipo siderrgica

Se mostraron algunos de los aspectos

importantes en la identificacin de losproblemas encontradosFormas de Onda

Waveforms (1.0 sec.) at 22/07/2006 10:07:09

CHA Amps CHB Amps

10:07:09.0 10:07:09.1 10:07:09.2 10:07:09.3 10:07:09.4

Amps

-1000

-500

0

500

1000

1500


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44

Se mostr la metodologa seguida para la

solucin de los problemas, la solucinmatemticafue realizada empleando elsoftware DIgSILENT PowerFactory.

Se verific el cumplimiento de lasrecomendaciones del IEEE

Se present una evaluacin acerca de los

beneficios econmicos que tiene un filtrobien diseado

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Analisis Armonico Siderurgicas[1]

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