Analisis Armonico Siderurgicas[1]
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7/28/2019 Analisis Armonico Siderurgicas[1]
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Ing. Guillermo Espinoza M
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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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Hornos de fundicin de arco elctrico
Magnitudes de corriente muy grandes
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Procesos de laminacincon motores deCD
Procesos con variadores de velocidad
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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
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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
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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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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
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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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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
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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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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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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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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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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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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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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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2da componente (frecuencia 111 Hz)
3ra componente (frecuencia 172 Hz)
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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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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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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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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
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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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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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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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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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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