EFICIENCIA EN EL USO DE LA ENERGIA ELECTRICA

1 EFICIENCIA ENERGTICA Y USO RACIONAL DE LA ENERGÖA ELCTRICA
1.1 Introduccion.........................................................................................................................13
1.2 Acciones b sicas para alcanzar la eficiencia energ?tica.......................................................16
1.3 La medida como parte esencial del control energ?tico.........................................................19
1.4 La calidad de suministro.......................................................................................................22
1.5 Protecci¢n y seguridad del suministro el?ctrico....................................................................24
1.6 Resumen..............................................................................................................................25
1.7 Referencias..........................................................................................................................26
2 CONCEPTOS BµSICOS DE LOS CIRCUITOS DE C.A.
2.1 Introducci¢n.........................................................................................................................27
2.2 La red de alimentaci¢n ideal.................................................................................................27
2.3 Definiciones de magnitudes el?ctricas..................................................................................28
2.4 Representaci¢n vectorial de las magnitudes el?ctricas ........................................................31
2.5 Cargas lineales y no lineales en las redes de C.A................................................................33
2.6 Corrientes activa y reactiva en r?gimen sinusoidal...............................................................36
2.7 Potencias en los circuitos de C.A. sinusoidal........................................................................38
2.8 Potencias en los sistemas trif sicos equilibrados.................................................................41
2.9 Sistemas trif sicos desequilibrados......................................................................................44
2.10 Potencias en sistemas trif sicos desequilibrados...............................................................47
2.11 Potencias importadas y exportadas: cuadrantes.................................................................48
2.12 Sistema de distribuci¢n: esquema unifilar equivalente........................................................49
2.13 Resonancias serie y paralelo..............................................................................................55
2.14 Herramientas de simulaci¢n de redes.................................................................................58
2.15 Resumen............................................................................................................................61
2.16 Referencias........................................................................................................................62
3 COMPENSACIàN DE POTENCIA REACTIVA EN REDES NO DISTORSIONADAS
3.1 Introducci¢n.........................................................................................................................63
3.2 Corrientes aparente, activa y reactiva...................................................................................63
3.3 Compensaci¢n de la potencia reactiva..................................................................................64
3.4 C lculo de necesidades........................................................................................................65
3.5 Ventajas de la compensaci¢n................................................................................................70
3.6 Conceptos y definiciones relativas a la compensaci¢n del FP..............................................71
3.7 Elecci¢n del factor de potencia final......................................................................................74
3.8 Equipos de compensaci¢n de reactiva..................................................................................75
3.9 Reguladores de potencia reactiva.........................................................................................79
3.10 Compensadores est ticos...................................................................................................82
3.11 Compensaci¢n fase-fase del FP..........................................................................................84
3.12 Compensaci¢n individual de cargas....................................................................................87
3.13 Beneficios de la compensaci¢n en MT................................................................................91
3.14 ¿D¢nde y cu ndo compensar en MT?................................................................................92

3.15 Definiciones de t?rminos empleados en MT........................................................................92
3.16 Regulaci¢n del FP en redes de media tensi¢n....................................................................94
3.17 Condensadores para MT .................................................................................................100
3.18 Reactancias de choque para bater¡as de MT....................................................................102
3.19 Bater¡as de condensadores MT .......................................................................................103
3.20 Protecci¢n de las bater¡as de condensadores en MT.......................................................108
3.21 Resumen..........................................................................................................................110
4 PERTURBACIONES EN LA RED
4.1 Introducci¢n........................................................................................................................111
4.2 Clasificaci¢n de las perturbaciones de red..........................................................................112
4.3 Variaciones de frecuencia ..................................................................................................118
4.4 Perturbaciones de la amplitud.............................................................................................119
4.6 Interarm¢nicos...................................................................................................................124
4.7 Potencias en sistemas con arm¢nicos................................................................................126
4.8 Efectos de los arm¢nicos....................................................................................................133
4.9 Flicker................................................................................................................................137
4.10 Normas relativas a perturbaciones en la red.....................................................................139
4.11 Resumen..........................................................................................................................143
4.12 Referencias......................................................................................................................144
5 MEDIDA Y REGISTRO DE MAGNITUDES ELCTRICAS
5.1 Introducci¢n.......................................................................................................................145
5.2 Instrumentos de medida de par metros el?ctricos..............................................................146
5.3 Transductores de medida....................................................................................................153
5.4 Transformadores de corriente convencionales....................................................................155
5.5 Transformadores de corriente de efecto Hall......................................................................160
5.6 Transformador tipo Rogowski..............................................................................................161
5.7 Instrumentaci¢n de proceso................................................................................................162
5.8 Categorias de aislamiento y clasificaci¢n de seguridad......................................................167
5.9 Errores en las medidas de potencia y factor de potencia....................................................169
5.10 Analizadores de redes.......................................................................................................172
5.11 Resumen..........................................................................................................................182
5.12 Referencias......................................................................................................................183
6 MEDIDA DE ENERGÖA Y CALIDAD DE SUMINISTRO
6.1 Introducci¢n.......................................................................................................................185
6.2 Mercado el?ctrico................................................................................................................185
6.3 Marco legal.........................................................................................................................189
6.4 Tipos de contador...............................................................................................................193
6.5 Par metros que mide un contador de energ¡a....................................................................195
6.6 Contadores multifuncion......................................................................................................200
6.7 Comunicaciones y protocolos..............................................................................................203
6.8 Gestion de la demanda.......................................................................................................205

6.9 Funciones adicionales.........................................................................................................208
6.10 Calidad de suministro........................................................................................................210
6.11 Resumen..........................................................................................................................213
6.12 Referencias......................................................................................................................214
7 HERRAMIENTAS DE MEDIDA Y ANµLISIS DE LA RED ELCTRICA
7.1 Introducci¢n.......................................................................................................................215
7.2 Conceptos b sicos sobre instrumentos en red....................................................................217
7.3 Niveles OSI de un sistema de comunicaci¢n......................................................................219
7.4 Enlaces f¡sicos....................................................................................................................222
7.5 Enlace Ethernet con protocolo IP........................................................................................228
7.6 Redes de  rea local (LAN) BASADAS EN ethernet............................................................231
7.7 Aplicaciones: Gesti¢n energ?tica, control de calidad y gesti¢n de la demanda..................234
7.8 Prestaciones de una red controlada con Powerstudio........................................................235
7.9 Sistemas de telegesti¢n......................................................................................................239
7.10 Redes de comunicaciones PLC: Arquitectura...................................................................241
7.11 Caracter¡sticas generales de una red de comunicaci¢n PLC............................................242
7.12 Especificaciones funcionales del sistema de telegestion..................................................247
7.13 Capacidad de gesti¢n de cargas.......................................................................................248
7.14 Resumen..........................................................................................................................249
8 SEGURIDAD EN LA RED : PROTECCIàN DIFERENCIAL
8.1 Introducci¢n.......................................................................................................................251
8.2 Definiciones........................................................................................................................252
8.3 Efectos de la corriente el?ctrica en las personas ...............................................................254
8.4 Tensiones de seguridad .....................................................................................................255
8.5 Envolventes y grados de protecci¢n de equipos de BT.......................................................256
8.6 Reg¡menes de conexi¢n de neutro y tierra.........................................................................258
8.7 Protecci¢n diferencial..........................................................................................................261
8.8 Selectividad de la protecci¢n diferencial.............................................................................267
8.9 Disparos intempestivos en los rel?s diferenciales...............................................................269
8.10 Rel?s diferenciales de alta inmunidad a las perturbaciones.............................................271
8.11 Seguridad en centrales, parques de alta tensi¢n y estaciones transformadoras...............273
8.12 Medida de las tensiones de paso y contacto....................................................................275
8.13 Medida de la resistencia de una toma de tierra...............................................................277
8.14 Resumen..........................................................................................................................278
9 TCNICAS DE COMPENSACIàN Y FILTRADO DE PERTURBACIONES
9.1 Introducci¢n.......................................................................................................................279
9.2 Modelo de la red: arm¢nicos de tensi¢n.............................................................................279
9.3 Resonancias en las instalaciones industriales...................................................................281
9.4 Filtros................................................................................................................................288
9.5 Filtros de rechazo o desintonizados....................................................................................288
9.6 Filtros de absorci¢n parcial FAR-Q.....................................................................................290
9.7 Filtros de absorci¢n.............................................................................................................291

9.8 Arm¢nicos m£ltiplos de 3....................................................................................................297
9.9 Transformadores D-y separadores......................................................................................298
9.10 Filtros de bloqueo en neutro.............................................................................................301
9.11 Filtros activos....................................................................................................................302
9.12 Compensadores est ticos con filtro..................................................................................304
9.13 Compensaci¢n de reactiva en sistemas desequilibrados..................................................308
9.14 Incidencia del desequilibrio en los costes de una instalaci¢n de suministro.....................311
9.15 Resumen..........................................................................................................................313
10 FILTROS PARA CONVERTIDORES ESTµTICOS
10.1 Introduccion......................................................................................................................315
10.2 Filtros para reducci¢n de arm¢nicos en el lado red de rectificadores...............................318
10.3 Filtros EMI para red de variadores de velocidad y SAI.....................................................321
10.4 Filtros LCL para rectificadores activos..............................................................................324
10.5 Filtros para convertidores C.A.- C.A.................................................................................326
10.6 Resumen..........................................................................................................................332
10.7 Referencias......................................................................................................................333

En el año 2000, se hizo una primera edición del libro CALIDAD Y USO RACIONAL DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA, que trataba de los problemas de calidad y eficiencia energética desde un punto de vista práctico y la perspectiva del usuario final. En los últimos diez años, éste ha sido un texto de referencia para muchos profesionales del sector, que nos animaban a hacer una nueva edición de la publicación. Dada la profunda transformación que ha sufrido el sector eléctrico en estos últimos diez años, CIRCUTOR ha pensado que no era suficiente con una reedición corregida de aquella publicación. En estos años, los microprocesadores han multiplicado su potencia de cálculo por un factor aproximado a 1000. Este salto tecnológico ha permitido incorporar nuevas funciones a los instrumentos de medida y control de la red eléctrica, a los contadores de energía y a los equipos de mejora de la eficiencia energética. En particular, todos estos equipos ya no pueden verse como equipos aislados, sino que están unidos por redes de comunicación, lo que les permite un control global de la red a través de potentes programas SCADA, que se encargan de gestionar la eficiencia del sistema completo. Así pues, el equipo técnico de CIRCUTOR ha decidido recopilar, en esta nueva publicación, un resumen de las técnicas de medida, control, optimización y uso racional de la energía eléctrica. Todo ello, en un texto que combina conceptos de electrotecnia, comunicaciones y control de la eficiencia y la calidad de la energía eléctrica. Hemos intentado que el texto resultante diera respuesta, de forma sencilla, a los problemas habituales de los técnicos dedicados a proyectos de mejora de todos y cada uno de los aspectos indicados anteriormente. Hemos creído que el objetivo común de todos ellos es la mejora de la eficiencia de los sistemas de distribución de energía eléctrica y, por ello, el título de esta nueva publicación es EFICIENCIA EN EL USO DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA.