Estudios Analíticos

Los estudios de coordinación se utilizan para seleccionar dispositivos y configuraciones de protección correctamente calificados, para garantizar que los transformadores, bancos de condensadores, motores eléctricos y cables estén protegidos adecuadamente de daños de corrientes de cortocircuito. El objetivo es minimizar el impacto de los cortocircuitos al aislarlos lo más rápido posible, mientras se mantiene la corriente hacia el resto del sistema.

S&C utiliza las últimas herramientas de software (CYMTCC para Windows® y SKM CAPTOR) para generar curvas características de tiempo-corriente para todos los dispositivos de protección de cada circuito de alimentación. Los estudios de coordinación de centros industriales y comerciales se realizan de acuerdo con las prácticas y procedimientos aceptados de la industria, conforme a la norma 242-2001 de ANSI/IEEE, Práctica recomendada de IEEE para la protección y coordinación de sistemas eléctricos industriales y comerciales. Los estudios de coordinación para las empresas de electricidad se basan en sus prácticas de fusión y reconexión específicas.

Los estudios de cortocircuitos determinan las corrientes que fluyen en un sistema eléctrico en condiciones de falla.Debido a que el crecimiento del sistema eléctrico generalmente da como resultado una mayor tensión de cortocircuito disponible, las clasificaciones momentáneas y de interrupciones de equipos nuevos y existentes se verifican para garantizar que el equipo pueda resistir la energía de cortocircuito y las fuerzas magnéticas asociadas. Se tienen en cuenta las contribuciones de fallas de fuentes de energía, motores y generadores. Los resultados del estudio también se utilizan para coordinar de manera selectiva los dispositivos eléctricos de protección.

S&C usa lo último en software de análisis de cortocircuitos, como Módulo de Análisis de Falla de Sistemas de Energía, SKM DAPPER y CYMDIST, para calcular corrientes de falla trifásicas, de línea a línea y de línea a tierra en ubicaciones relevantes del sistema eléctrico, de acuerdo con las normas ANSI o IEC. Se puede realizar un análisis de función de cierre y enganche para calcular las corrientes máximas después del inicio de la falla.

Un estudio de arco eléctrico es fundamental para la seguridad de sus empleados y para garantizar que sus instalaciones cumplan con las normas de la industria. A menos que se haga una determinación realista de la corriente de falla disponible y los tiempos de recuperación de los dispositivos de protección en cada una de las ubicaciones de su equipo, no es posible seleccionar los equipos de protección personal (Personal Protective Equipment, PPE) adecuados para los empleados que trabajan con electricidad. Los empleadores están obligados a proteger al personal de los riesgos de arco eléctrico, haya o no reglamentaciones aplicables.

Nuestros ingenieros tienen un amplio conocimiento sobre el comportamiento de los cortocircuitos de los sistemas eléctricos, la coordinación de dispositivos de protección y las técnicas de mitigación de arco eléctrico. Pueden implementar todos los aspectos de un estudio de arco eléctrico, que incluyen lo siguiente:

• Identificación de las ubicaciones de los equipos donde se necesita un análisis de riesgo de arco eléctrico.
• Recopilación de datos relevantes en cada ubicación.
• Preparación de un modelo de sistema apropiado y un diagrama de una sola línea que refleje de manera precisa la cantidad de corriente de falla en una ubicación específica. Esto es muy importante para garantizar que se haga el cálculo correcto de la energía del incidente de arco eléctrico.
• Preparación de un estudio de cortocircuito para determinar la corriente de falla total trifásica y de línea a tierra en cada ubicación
• Preparación de cálculos de arco eléctrico de acuerdo con NFPA 70E e IEEE 1584, por medio de software SKM o CYME.
• Determinación de equipos de protección personal adecuados de acuerdo con los niveles de riesgo definidos en NFPA 70E
• Propuesta de soluciones para mitigación de arco eléctrico en lugares que superen el nivel 2 de PPE
• Cálculo de la distancia del límite de protección del arco eléctrico en cada ubicación
• Documentación de los resultados y suministro de las etiquetas adecuadas para los equipos

Los estudios de calidad de la electricidad incluyen mediciones e inspecciones del lugar para evaluar el impacto de los huecos de tensión, interrupciones, arranques de motores o fluctuación en los equipos de los usuarios. Dichos estudios frecuentemente dan como resultado la recomendación de un dispositivo de mitigación apropiado para abordar el problema de calidad de la electricidad, como un sistema de suministro de energía ininterrumpible, sistema de almacenamiento de energía magnética por superconducción, sistema de almacenamiento de energía mediante volante, sistema de transferencia de fuente o compensador estático o de adaptación VAR.

Nuestros expertos están sumamente calificados para llevar a cabo estudios armónicos, estudios de fluctuación y análisis de medición de la calidad de la electricidad.

Estudios Armónicos

Los estudios de armónicas determinan los efectos de los dispositivos que producen corrientes armónicas sobre los niveles de distorsión de la corriente en el sistema eléctrico, al igual que posibles problemas de resonancia asociados con la aplicación de bancos de condensadores de derivación. Generalmente están asociados con la instalación de bancos de condensadores en sistemas eléctricos y de usuarios, y en centros de energía renovable. Los estudios generalmente incluyen el diseño y la evaluación del rendimiento de los bancos de filtros armónicos.

Los estudios de armónicas se realizan mediante el Módulo de Análisis Armónicos de Sistemas de Energía de CYME International, el Programa Transitorios Alternativo (ATP) o el PSCAD. El análisis se basa en las recomendaciones de la norma 519-1992 del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (Institute for Electrical and Electronics Engineers, IEEE), Prácticas y requisitos recomendados para el control de armónicas en sistemas eléctricos.

Estudios de fluctuación

Los estudios de fluctuación se llevan a cabo para evaluar el impacto de grandes cargas de fluctuación y fuentes de energía renovable intermitentes, como la generación eólica o solar y voltajes del alimentador. Las empresas de electricidad generalmente exigen que sus clientes cumplan con los requisitos de la curva de tolerancia a la fluctuación para la línea límite de visibilidad especificada en la norma 141 de IEEE, Práctica recomendada por IEEE para la distribución de energía eléctrica en plantas industriales. Un estudio de fluctuación puede demostrar que la carga del cliente no supera los límites especificados o puede evaluar una solución propuesta.

Los estudios de fluctuación de S&C se llevan a cabo mediante el Módulo de Análisis de Flujo de Sistemas de Energía de CYME International, el Programa Transitorios Alternativo (ATP) o el PSCAD. En muchos casos, se pueden realizar mediciones de fluctuación antes y después de la instalación como parte del estudio.

Análisis de Medición de la Calidad de la Electricidad

S&C utiliza analizadores de alteraciones modernos para efectuar mediciones de la calidad de la electricidad en el lugar.Nuestros ingenieros analizarán los datos para determinar el alcance de los huecos de tensión, las interrupciones, las armónicas y la fluctuación en el centro, y las medidas o los equipos de mitigación apropiados que se recomiendan.

Un estudio de impacto del sistema de interconexión de generadores evalúa el impacto que tendrá la interconexión de generadores propuesta en el proveedor de transmisión o el sistema eléctrico de distribución. Generalmente, consiste en estudios de flujo de carga, dinámicos y de cortocircuitos, y también puede incluir la selección de equipos dinámicos y de compensación reactiva conmutada para cumplir con los requisitos de interconexión para el control de factor de potencia y voltaje en el punto de interconexión.

Estudios de Flujo de Carga

Un estudio de flujo de carga determina si los voltajes del sistema se mantienen dentro de los límites especificados bajo distintas condiciones de contingencia y si equipos como transformadores y conductores se sobrecargan. Los estudios de flujo de carga generalmente se utilizan para identificar la necesidad de generación adicional, el apoyo capacitivo o inductivo a VAR, o la colocación de condensadores o reactores para mantener los voltajes del sistema dentro de los límites especificados.

S&C utiliza lo último en software para la preparación de estudios de flujo de carga, como el Simulador de Sistemas de Energía para Ingeniería de Siemens PTI, el de Flujo de Carga de sSecuencia Positiva de GE, el Módulo de Análisis de Flujo de Sistemas de Energía, SKM DAPPER y CYMDIST.

Estudios de Estabilidad de Voltaje

Un estudio de estabilidad de voltaje puede determinar perfiles de voltaje de la barra y flujos de energía en un sistema antes, durante e inmediatamente después de una alteración, o verificar que un parque eólico tenga la capacidad de funcionar bajo condiciones de falla.El estudio se puede utilizar para determinar la capacidad y efectividad de un dispositivo dinámico de compensación de VAR empleado para el apoyo de fallas o en un parque eólico para estabilizar el voltaje del sistema.

Un estudio de estabilidad de voltaje depende fundamentalmente del modelado apropiado de las cargas del sistema. S&C ha desarrollado modelos que representan de manera precisa la respuesta de voltaje de las cargas ante alteraciones del sistema. El Simulador de sistemas de energía para ingeniería se utiliza para realizar estudios de estabilidad de voltaje.

Estudios de Diseño de Sistemas de Compensación Reactiva

Un estudio de diseño de compensación reactiva determina la composición y clasificación de los equipos empleados para el apoyo de voltaje del sistema de transmisión o para el control de factor de potencia y voltaje del centro de energía renovable. Dichos estudios generalmente se efectúan para demostrar la efectividad de los equipos que difieren de aquellos analizados en el estudio de impacto del sistema del proveedor de transmisión o el operador de sistemas independientes.

Los softwares de análisis utilizados en estos estudios incluyen el Simulador de sistemas de energía para ingeniería de Siemens PTI, el de Flujo de Carga de Secuencia positiva de GE, el Módulo de Análisis de Flujo de Sistemas de Energía, SKM DAPPER y CYMDIST.

Los ingenieros de S&C pueden proporcionar una amplia variedad de estudios de sistemas para determinar el impacto de las fallas y los transitorios de conmutación en equipos eléctricos, evaluar las soluciones de equipos de mitigación y diseñar satisfactoriamente sistemas de distribución y centros de energía renovable.

Estudios de Confiabilidad

Un estudio de confiabilidad permitirá maximizar la calidad, eficiencia y seguridad de un sistema eléctrico. Los ingenieros de S&C realizarán una visita del lugar y luego prepararán un informe completo que analice los resultados y sugiera formas de mejorar la confiabilidad general del sistema.

Se considera el valor del mantenimiento preventivo para equipos más antiguos, además de los efectos en tiempos de inactividad, los costos de reparación y las pérdidas en la producción. La evaluación se basa en índices de confiabilidad como SAIDI, SAIFI y CAIDI, y se lleva a cabo con software como CYMDIST.

Estudios de Automatización de la Distribución

Un estudio de automatización de la distribución evaluará los beneficios económicos de la aplicación de interruptores seccionalizadores automáticos en alimentadores críticos para reducir la duración de las interrupciones del servicio y apoyar los cambios de carga entre fuentes para aliviar las condiciones de la carga. El análisis considera la disponibilidad de las fuentes alternativas, los puntos de unión entre los alimentadores, la información sobre historial de interrupción del servicio e índices de confiabilidad. La infraestructura de comunicación existente, las ubicaciones de los interruptores y las configuraciones de los dispositivos de protección del alimentador se consideran en la selección de los medios de comunicación y la colocación de interruptores.

Estudios de colocación de interruptores seccionalizadores de alimentador de distribución

Un estudio de colocación de interruptores determinará la cantidad y la ubicación óptimas de los interruptores seccionalizadores (o dispositivos de protección de línea media) en un circuito de distribución. Dichos estudios consideran la confiabilidad, los aspectos económicos y el funcionamiento del sistema bajo una variedad de contingencias. El objetivo es minimizar la cantidad de clientes que experimentan una interrupción del servicio sostenida debido a una falla en cualquier parte del circuito. Los ingenieros de S&C pueden viajar al lugar para identificar partes del circuito que tengan un gran riesgo de fallas, al igual que posibles ubicaciones para la colocación de interruptores.

S&C utiliza lo último en software de modelado de sistemas de distribución, CYMDIST, para llevar a cabo estudios de colocación.

Estudios de Colocación de Condensadores de Alimentadores de Distribución

Mediante el Módulo de Análisis de Flujo de Sistemas de Energía o CYMDIST, los ingenieros de S&C pueden usar modelos de flujo de carga de sus circuitos de alimentador de distribución para determinar la ubicación óptima de bancos de condensadores de derivación fijos o conmutados para minimizar las pérdidas del alimentador y optimizar la regulación de voltaje.

Estudios de Coordinación de Aislamiento

Un estudio de coordinación de aislamiento determina si los disipadores de sobretensiones seleccionados brindan los márgenes de protección de sobretensión de rayos y seccionamiento a los equipos eléctricos en una empresa de electricidad o subestación de un centro de energía renovable. Dichos estudios generalmente incluyen el desarrollo de un modelo de simulación de transitorios equivalente para el sistema, y la simulación de sobretensiones de rayos y seccionamiento para varias configuraciones del sistema. Los resultados de los estudios pueden incluir recomendaciones para disipadores de sobretensiones o ubicaciones alternativas.

Algunos software de análisis utilizados para preparar estos estudios son el Programa de Transitorios Alternativo (ATP) y PSCAD.

Estudios de Pérdidas del Sistema Eléctrico

Un estudio de pérdidas del sistema eléctrico optimiza el diseño de un alimentador de distribución o de un sistema colector de una planta solar o eólica grande. Las pérdidas totales del sistema se calculan según los tamaños de conductores de cable o línea y se evalúan frente a pérdidas especificadas para el proyecto. Los tamaños más grandes de conductores se consideran según cálculos del valor presente neto.

Estudios Transitorios de Interrupción

Un estudio de transitorios de interrupción analiza los transitorios asociados con la interrupción de bancos de condensadores o reactores de una empresa de electricidad o industria durante la energización de una línea de transmisión. Dichos estudios algunas veces se llevan a cabo como parte de un análisis forense de fallas en los equipos, especialmente si la falla está asociada con un caso de interrupción o el funcionamiento de un equipo de protección.

Los estudios de transitorios de interrupción se realizan con el Programa de Transitorios Alternativo (ATP) o PSCAD. Los modelos de circuitos equivalentes se desarrollan según los parámetros del equipo y el rango de frecuencia del fenómeno que se investiga.