1. Aplicaciones Avanzadas de
Monitoreo de Calidad de Potencia
Ing. CIP Percy Orlando Vargas Asparrin
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2. Temas a tratar
 Características de un Sistema de Monitoreo de Calidad de Potencia
 Benchmarking de Calidad de Potencia y Evaluación de cumplimiento
 Características de Estado Estable de Calidad de Potencia
 Cumplimiento acorde a estándares
 Voltaje Sags e interrupciones
 IEC 61000-4-30
 Usando Sistemas de Monitoreo para ubicación de Fallas
 Identificando transiciones
 Cálculos de Arcos de voltaje
 Otras aplicaciones avanzadas, Sistemas Expertos
 Integración de Equipos de Monitoreo
 Desarrollando la siguiente Generación de Sistema de Generación
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3. Por qué monitorear la Calidad de
Potencia?
 Benchmark niveles de cumplimientos
— Entender calidad de potencia puede ser anticipado
— Evaluar cumplimientos con respectos a estandares
— Facilitar lineabase de servicios
 Reportes confiables
— Confiabilidad basado en impactos del consumidor
— Indice de Calidad de Servicio
 Mejorar operaciones y confiabilidad
• Por ejemplo Localización de Fallas
 Identificar y resolver problemas
• Diagnosticos de Equipos
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4. Ejemplo de Sistema de Monitoreo de
Calidad de Potencia
UP-2210R, Calidad de
Potencia/Energía y
Registrador de Fallas
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5. Important Characteristics of a
Monitoring System
 Open architecture
 Systems should allow integration of different
technologies within utility and customer networks
 Standard Data Formats for exchanging data
 Power Quality Data Interchange Format (PQDIF)
 COMTRADE
 Web-based access to the information
 Automated reporting functions
 Ability to integrate intelligent applications
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6. Example of Typical Configuration that allows
integration and advanced applications
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7. Standard methods of monitoring
Steady State Parameters
 Power frequency
 Magnitude of the supply
voltage
 Flicker
 Supply voltage unbalance
 Voltage harmonics
 Voltage interharmonics
 Mains signalling voltage on
the supply voltage
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8. About IEC 61000-4-30
 Distinction between class A and class B
 Class A: precise measurements
 contractual applications
 compliance with standards
 resolving disputes
 Class B: less precise measurements
 statistical surveys
 troubleshooting applications
 Future Class S: statistical surveys
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9. Using Monitoring System
Grekland: Recordings
Registrador de Recording #13701 at 2006-04-04 09:21:26.04
fallas– monitoreo de
I1 [A]
0
las protecciones
-5
• Verifica que el 2
disparo de protección
I2 [A]
0
este en la situación -2
correcta de falla.
2
• Mide el retraso de
I3 [A]
0
protección. -2
FEEDER TRIP - 7
• Mida sobre corriente. SEPAM TRIP V< - 6
SEPAM TRIP I>> - 5
CB3 OFF - 4
• Exporta a Comtrade CB2 OFF - 3
CB1 OFF - 2
MAIN CB OFF - 1
-0,2 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2
Duration [s]
Unipower PQSecure
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10. Examples of Faults from Progress
Energy Monitoring System
Phase To Ground Fault Phase To Phase Fault
Three Phase Fault Multiple Fault
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11. Automatic Recognition of Fault
versus Inrush
Ground Fault
Va Vb Vc Ia Ib Ic
100
50
Voltage (%)
0
-50
-100
2
Current (kA)
0
Inrush
-2 Va Vb Vc Ia Ib Ic
100
-4
-0.02 -0.01 0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 50 0.06
Voltage (%)
Time (s)
EPRI/Electrotek 0 PQView®
-50
-100
1.0
Current (kA)
0.5
0.0
-0.01 0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05
Time (s)
EPRI/Electrotek PQView®
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12. CT Saturation
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13. Arc Voltage
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14. Changing Events & Distortion
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15. Transformer Tap Changer failure
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16. Trends of Unbalance Identify
Transformer Problem
Changes in
unbalance can
indicate a problem
with transformer
winding.
May provide
indication before
catastrophic
failure.
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17. Capacitor Switching Transients
Example Capacitor Switching Transient
 Capacitor 600
Va Vb Vc
switching 400
transients can
cause surge 200
suppressor 0
Voltage ( V)
failures, tripping
-200
of adjustable
speed drives, -400
fuse blowing, and -600
other problems. 0.010 0.015 0.020 0.025
Time ( s)
0.030 0.035 0.040
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18. Monitoreo de sincronización de
interruptores
Generator: Recordings
Recording #13701 at 2006-04-04 09:21:26.04
10000
• Actuación del
U1[V]
0
Condensador -10000
10000
• Sincronización de
U2[V]
0
-10000
generador U3[V]
10000
0
Tiempo de medición entre el
dispositivo de -10000
FE E DE R TRIP - 7
sincronización/protección y S E P A M TRIP V < - 6
S E P A M TRIP I>> - 5
desplazamiento actual del CB 3 OFF - 4
CB 2 OFF - 3
interruptor CB 1 OFF - 2
MA IN CB OFF - 1
-0,1 X1
0,0 X2 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6
Ajuste para el retraso del Duration [s]
interruptor X1 = 0 , X2 = 0,04 , (X2 - X1) = 0,0447
Unipower PQSecure
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19. VOLTAJE SUMA (Usum)
y CORRIENTE SUMA (Isum)
•Usum suma los tres
voltajes de las fases. Si
el voltaje contiene
desbalance en fase o
amplitud Usum será
mayor que 0
•Isum es el resultado de
la suma de corrientes de
las tres fases y la
corriente del neutro
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20. Cambios Rápido de frecuencia, df/dt
• Cambio de frecuencia
provocan pérdidas de
producción de los
clientes.
• Cambios de frecuencia
causa disparo de
protección df/dt.
• Supervise el cambio de
frecuencia para ayudar
resolver los problemas
del cliente.
• Supervise el df/dt
máximo para verificar la
performance de la red y
las configuraciones de
protección.
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21. Revisión automática de parámetros–
La falla de un filtro causa THD de voltaje
1. Envío automático de email Between 2007-12-14 03:00:00 and 2007-12-30 04:00:00
LKAB Kiruna CA40 U1Avg [V] LKAB Kiruna CA40 U2Avg [V]
THD>2% E vents LKAB Kiruna CA40 U3Avg [V]
3650
2. Filtro desconectado
[V],[V],[V]
encontrado 3600
3. Filtro reconectado 3550
LKAB Kiruna CA40 THDF_U1 Avg [%]
4. Nivel de armónico normal LKAB Kiruna CA40 THDF_U2 Avg [%]
LKAB Kiruna CA40 THDF_U3 Avg [%]
4
[%],[%],[%]
3
2
1
Sat 15 Sat 22
Dec 2007
Unipower PQSecure
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22. Conclusions
 Performance benchmarking is very important but difficult to justify
economically (unless you are required to do it)
 Power system monitoring can have benefits in improving
operational reliability and efficiency – these benefits can easily
justify the monitoring system
 Reduce time to locate and repair faults
 Identify equipment problems (possibly avoiding outages and
improving reliability)
 More efficient scheduling
 Plan ahead – build the system so that it can take advantage of new
technologies and applications (detailed waveform recording,
communication systems, open architecture, etc.)
 Should be web-based for interfacing, ease of use, and ongoing
support
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23. Reporte de Calidad de Energía hecho
por más de 5 años
Reporte de cinco años
Descripción:
Reporte periodo: 2002-01-07 - 2007-01-01
Configuración de Límites
Valor del Limite
Error del Voltaje Absoluto 10,0%
Desbalance de Voltaje 10 min 1,0%
PLT 1,0%
PST 1,0%
THD 5,0%
Banda de Interarmónicos: 1 - 100 Hz 5,0%
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24. Reporte automático de correo
electrónico
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