Una de las pruebas de aceptación que se aplican a los cables de potencia es la “medición de tensión soportada a muy baja frecuencia” también conocida como prueba VLF (very low frequency), que se realiza en campo a cables de media y alta tensión con una clasificación de 5 kV a 69 kV estipuladas en la norma IEEE 400.2.

Cuando hablamos de la prueba VLF nos referimos a un método de prueba que utiliza señales de corriente alterna a frecuencias inferiores a 1 Hz, la cual solamente nos indica que el cable bajo prueba pasa o no pasa, es decir, se le aplicará tensión de prueba a un cable de 2 a 3 veces la tensión nominal y este cable tendrá que soportar la tensión en un tiempo determinado.

1. El tiempo de prueba mínimo recomendado para una prueba a un cable envejecido es de 30 minutos a 0.1 Hz. Si el cable se considera importante se debe extender el tiempo de prueba a 60 minutos a 0.1 Hz.
2. El tiempo de prueba mínimo recomendado para instalación o aceptación de un cable nuevo es de 60 minutos a 0.1 Hz.
3. Un tiempo de prueba dentro del rango de 15 a 30 minutos puede ser considerado si las características monitoreadas permanecen estables durante al menos 15 minutos.

La tensión de prueba está estipulada en la IEEE 400.2 de acuerdo con la condición del cable, como se muestra en la siguiente tabla:

Como se mencionó en el artículo Importancia de implementar un Plan de Trabajo para el cumplimiento del Código Red, el “Código de Red es la regulación técnica emitida por la Comisión Reguladora de Energía (CRE) y entró en vigor el 9 de abril de 2016. Durante este periodo se ha agotado el plazo máximo de 3 años para entregar a la CRE un Plan de Trabajo que asegure el cumplimiento de dicho código referente al Manual Regulatorio de Requerimientos Técnicos para la Conexión de Centros de Carga; el tener y entregar el Plan de Trabajo ayuda a atenuar las sanciones por incumplimiento”.

A la fecha la CRE aún no cuenta con Unidades de Inspección de Código de Red para vigilar y monitorear su cumplimiento, aunado a que se encuentran en una etapa de revisión y actualización de dicho documento. Sin embargo, esto no limita a que la CRE con apoyo del CENACE (Centro Nacional de Control de Energía), Transportistas y Distribuidores solicite a los Centros de Carga conectados en Media Tensión o Alta Tensión un Plan Trabajo por incumplir los requerimientos que exige el manual.  

Es necesario determinar que requerimientos y cuáles son los límites correctos que debe de cumplir un Centro de Carga, para ello debemos comprender que existen dos tipos de Centros de Carga que hace mención el Código de Red y que a su vez estos están definidos en el Manual para la Interconexión de Centrales Eléctricas y Conexión de Centros de Carga como:

⁽³⁾ Carga Convencional: Carga demandada por un Centro de Carga que por las características de sus procesos no presentan distorsiones armónicas, variaciones de tensión e índices de parpadeo (flickers), depresiones o abatimientos (sags) o sobretensiones (swells) con impacto en la calidad del servicio al resto de los Usuarios conectados al Sistema Eléctrico Nacional.

⁽³⁾ Carga Especial: Carga demandada por un Centro de Carga en alta o media tensión y que por las características propias de sus procesos presentan distorsiones armónicas, fluctuación de tensión y desbalance de corriente más allá de los límites establecidos en el Código de Red vigente, aun cuando dispongan de filtros y controladores para Calidad de la energía.

También es conocida como Razón de Corto Circuito y su definición está expresada por la siguiente formula:

Donde:

I_L: Corriente Máxima de Carga, correspondiente al promedio de las corrientes de demanda máxima de los últimos 12 meses. Si no se dispone de este valor, se asume la corriente nominal de los transformadores de corriente del equipo de medición del suministrador.

Icc = Corriente de Corto Circuito en el punto de acometida.

Dicho resultado determinará los límites de DATD y Desbalance de Corriente con los que debe de cumplir el Centro de Carga Especial de acuerdo con las tablas 3.8.A, 3.8.B, 3.8.C y 3.8.E del Código de Red.

Los valores de Corriente de Corto Circuito (Icc) en el punto de acometida de los de Centros de Carga conectados en Media Tensión (≤ 35 kV) deberán ser proporcionados por el distribuidor, estos datos deberán ser los que se muestran en la siguiente tabla: 

En cuanto a los Centros de Carga conectados en Alta Tensión (> 35 kV), podrán consultar los valores de la tabla anterior en el documento “Niveles de cortocircuito de la Red Nacional de Transmisión”, el cual es publicado por el CENACE anualmente o podrán solicitarlos directamente con su suministrador.

En este ejercicio Icc puede ser la Corriente de Corto Circuito mínima de 17.96 kA ola Corriente de Corto Circuito máxima de 21.04 kA. ¿Cuál es el valor correcto que se debe de considerar?, esto lo determinaremos posteriormente.

En cuanto a los Centros de Carga conectados en Alta Tensión (> 35 kV), podrán consultar los valores de la tabla anterior en el documento “Niveles de cortocircuito de la Red Nacional de Transmisión”, el cual es publicado por el CENACE anualmente o podrán solicitarlos directamente con su suministrador.

En este ejercicio Icc puede ser la Corriente de Corto Circuito mínima de 17.96 kA ola Corriente de Corto Circuito máxima de 21.04 kA. ¿Cuál es el valor correcto que se debe de considerar?, esto lo determinaremos posteriormente.

¿Cómo se determinar I_L?

La primera manera de determinar I_L, es con el promedio de las corrientes de demanda máxima de los últimos 12 meses. Como ejemplo tomaremos los datos de las demandas máximas de los últimos 12 meses de facturación de energía eléctrica del Centro de Carga Convencional bajo estudio. 

La primera manera de determinar I_L, es con el promedio de las corrientes de demanda máxima de los últimos 12 meses. Como ejemplo tomaremos los datos de las demandas máximas de los últimos 12 meses de facturación de energía eléctrica del Centro de Carga Convencional bajo estudio. 

En este cálculo I_L tiene un valor de 51 A. Ahora bien, si no contáramos por alguna razón con los datos anteriores, I_L tendría que ser el valor de la corriente nominal del lado primario del Transformador de Corriente (TC) de medición de CFE. Sin embargo, debemos de cerciorarnos que el TC de medición esté dimensionado correctamente para medición y no para protección y que también esté de acorde con la demanda contratada.

Para este caso se tiene la siguiente demanda contratada: 

Considerando la demanda contratada de 2,175 kW y un factor de potencia de 0.8, obtenemos que la corriente del lado primario del TC de medición debe ser cercana a: 

Por lo que la relación del TC de medición debe de ser de 200:5, de esta manera la corriente I_L correspondería a 200 A. 

Con los dos resultados obtenidos de la Corriente Máxima de Carga y tomando en cuenta los valores de Corriente de Corto Circuito mínima y máxima proporcionadas por el suministrador, tendremos los siguientes casos:

De acuerdo con los valores obtenidos de los cuatro casos mostrados en la tabla anterior y utilizando la tabla 3.8.A y 3.8.E, podemos determinar cuál es el límite de DTAD y Desbalance de Corriente que debe de cumplir el Centro de Carga Convencional. Observamos que caemos en dos límites diferentes si consideramos los cuatro casos.

Elegir 12% o 15% de DATD y 6% o 7.5% de Desbalance de Corriente como límite, representa una diferencia de inversión en los equipos que se deben implementar para dar cumplimiento, siendo mayor la inversión si se selecciona como limite el 12% de DATD y 6% de Desbalance de Corriente.

La CRE puede tomar como valido cualquiera de los dos límites de ambos parámetros, ya que no está especificado en el Código de Red que valor de Icc (mínimo o máximo)se debe de tomar en cuenta, sin embargo, si hace mención que como primera opción debe de considerar a I_L como el promedio de las corrientes de demanda máxima de los últimos 12 meses y como segunda opción I_Lcomo la corriente nominal del lado primario del TC de medición.

La Corriente de Corto Circuito (Icc) debe de ser considerada como la falla trifásica mínima. Ya que asignándole este valor a Icc, se obtiene una Impedancia Relativa más baja, la cual corresponderá a un límite DATD más estricto y por ende favorece a la Calidad de la Energía en el Sistema Eléctrico.

La Corriente Máxima de Carga (I_L) debe de ser el promedio de las corrientes de demanda máxima de los últimos 12 meses, ya que estos valores de corriente mensuales son los más colindantes al comportamiento real de la corriente que genera la DATD que se incumple. Como última opción se puede considerar a I_L como la corriente nominal de los TC del equipo de medición del suministrador, sin embargo, se debe verificar que el TC no esté sobredimensionados, si es así, el valor de la impedancia relativa sería muy bajo y estaríamos seleccionando un límite incorrecto de DATD.

Dicho lo anterior, el caso más correcto para el cálculo de la impedancia relativa es el número uno.

Recuerda que en KINENERGY te ayudamos a realizar tu “Plan Trabajo” para dar cumplimento con el Código de Red.