Informe de Calidad de Energía - JNE

ANÁLISIS DE CALIDAD DE ENERGÍA TABLEROS ELÉCTRICOS JURADO NACIONAL DE ELECCIONES – SEDE NAZCA

INFORME TECNICO

ANÁLISIS DE CALIDAD DE ENERGÍA TABLEROS ELÉCTRICOS JURADO NACIONAL NACIONAL DE ELECCIONES – SEDE NAZCA Versión 1 02 de Marzo de 2016

1


TRABAJO REALIZADO PARA:

PERSONAL A CARGO Ing. Orlando Ramírez Asencios Reg. CIP 63354

Ing. Francisco Mego Torres

Supervisión Rimberti Rodríguez Torres

Responsable de Medición

Revisión Ver. A 02 de marzo de 2016

ANÁLISIS DE CALIDAD DE ENERGÍA TABLEROS ELÉCTRICOS JURADO NACIONAL DE ELECCIONES – SEDE NAZCA ÍNDICE

1.

ANTECEDENTES ..................................................... ....................................................... ............ 4

2.

PROPÓSITO........................................................................................................ ...................... 4

3.

ALCANCE ..................................................... ...................................................... ...................... 4

4.

ESTÁNDARES DE REFERENCIA ................................................................................................... 4

5.

DOCUMENTOS DE REFERENCIA ................................................................................................ 4

6.

OBSERVACIONES.......................................................................................................... ............ 5

7.

CONCLUSIONES..................................................... ....................................................... ............ 7

8.

RECOMENDACIONES .................................................................................................... ............ 7

9.

CARACTERÍSTICAS DEL SISTEMA ELÉCTRICO EVALUADO ............................................................ 9

10. REQUISITOS PRINCIPALES DE LA NORMA EN50160.................................................................... 9 11. RECURSOS ......................................................................................................... .................... 10 12. REGISTRO DE MEDICIÓN. .................................................................................................... ... 10 13. ANEXO 1 : MEDICIÓN DE POTENCIA REACTIVA CAPACITIVA EN TABLEROS ELÉCTRICOS ............ 11 14. ANEXO 2: MEDICIÓN DE PARÁMETROS ENERGÉTICOS EN SUMINISTRO (LUZ DEL SUR) ............. 14 A.

VARIACIÓN DE TENSIÓN ................................................................................................. 15

B.

CORRIENTE .................................................... ....................................................... .......... 16

C.

POTENCIA ACTIVA CONSUMIDA ...................................................................................... 17

D.

POTENCIA REACTIVA CAPACITIVA VS. APARENTE ............................................................ 18

E.

DISTORSIÓN ARMÓNICA TOTAL EN TENSIÓN (THDU) ...................................................... . 19

15. ANEXO 3: FOTOGRAFÍAS ..................................................................................................... ... 22

ANÁLISIS DE CALIDAD DE ENERGÍA TABLEROS ELÉCTRICOS JURADO NACIONAL DE ELECCIONES – SEDE NAZCA ANÁLISIS DE CALIDAD DE ENERGÍA

1.

ANTECEDENTES El Jurado Nacional de Elecciones, tiene una sede institucional ubicada en el Jr. Nazca Nº 598, Distrito de Jesús María; la misma que tiene un suministro de energía eléctrica en Baja Tensión 220 V, cuyo número es el 60969. La Empresa Concesionaria Luz del Sur, ha emitido carta, donde indica que las instalaciones eléctricas del Jurado Nacional de Elecciones (sede Nazca), en adelante JNE están inyectando Energía Reactiva Capacitiva, el cual indican sería perjudicial para la red eléctrica, por lo que se tendría que corregir dicho inconveniente ó de lo contrario empezarían a facturarlo dentro del consumo eléctrico mensual. Con fecha 17-02-2016, mediante la Orden de Servicio Nº 01430, se contrata los servicios profesionales del Ing. Electricista Sr. Orlando Porfirio Ramírez Asencios, Reg. CIP Nº 63354, a fin de realizar las mediciones indicadas en la Orden de Servicio y emita un Informe Técnico.

2.

PROPÓSITO Tomar registro de los eventos suscitados durante las fechas programadas y dar registro de ellas, según la Norma Técnica de Calidad de los Servicios Eléctricos (NTCSE) y el Código Nacional Eléctrico (CNE) Evaluar y proponer correctivas.

3.

ALCANCE El trabajo Incluye: Registro de eventos por periodos. Medición de todos los parámetros eléctricos, puntualizando en el consumo de energía reactiva capacitiva. Informe técnico.  

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4.

ESTÁNDARES DE REFERENCIA EN 50160: Voltage characteristics of electricity supplied by public distribution systems. UL 1449: UL Standard for safety for surge protective devices. IEEE Std.1100 –2005: Recommended practice for powering and grounding electronic equipment. UL 1283: Required language concerning the installation of EMI filters. IEC 61000-5-2: Electromagnetic compatibility (EMC) IEC 60479-2/IEEE: Umbrales de soportabilidad de corriente eléctrica para seres humanos.

5.

DOCUMENTOS DE REFERENCIA “Calidad de la Energía” – Análisis de potencia, armónicos y perturbaciones de red en sistemas trifásicos de distribución – Versión 1.0 – Metrel.

ANÁLISIS DE CALIDAD DE ENERGÍA TABLEROS ELÉCTRICOS JURADO NACIONAL DE ELECCIONES - SEDE NAZCA 6. OBSERVACIONES 

Se aprecia que existen cargas que están inyectando potencia reactiva capacitiva a la red, entre los principales están: TABLERO TG-EST TG-DC (UPS Data Center del 3º piso) TBY-EST3 (Data Center del 3º piso) T-AA (Aire acondicionado de precisión) TBY-EST5 (UPS del 5º piso)

POTENCIA REACTIVA CAPACITIVA MÁX 7.53 kVAr 5.007 kVAr 2.327 kVAr 8.849 kVAr 5.516 kVAr

IMAGEN Nº 1 (anexo 1) Nº 2 (anexo 1) Nº 3 (anexo 1) Nº 4 (anexo 1) Nº 5 (anexo 1)

Se puede apreciar en la (imagen nº 6 - anexo 1) que la potencia reactiva capacitiva total no es la suma de cada valor registrado, si no que se ha compensado en la interconexión de todo el sistema eléctrico del JNE – Sede Nazca, registrando como total 10.59kVAr. 

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Del cuadro anterior se aprecia que las cargas que inyectan la mayor cantidad de potencia capacitiva son las de los UPS (no funcionan a plena carga) y el aire acondicionado de precisión del data center. Se observa en la (imagen Nº 10 – anexo 2) que la potencia reactiva capacitiva aumenta cuando disminuye el consumo total de instalación.

Sube el consumo de Reactiva

Baja el consumo total de la instalación

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En las mediciones de calidad de energía, se puede apreciar en la (imagen nº7 – anexo 2) que los niveles de tensión están dentro de lo establecido por la Norma Técnica de Calidad de Servicio Eléctrico (NTCSE)

ANÁLISIS DE CALIDAD DE ENERGÍA TABLEROS ELÉCTRICOS JURADO NACIONAL DE ELECCIONES – SEDE NAZCA 

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Se puede apreciar que el JNE tiene una potencia contratada de 250kW y el consumo máximo registrado es de 91.4 kW de acuerdo a la (imagen nº 9 – anexo 2)

Se observa que el nivel de armónicos totales en tensión THDU están dentro de lo establecido según la IEEE 519-2012. Se ha validado en campo, que existe una deficiente conexión de la puesta a tierra en los tableros eléctricos, debido a que existe una diferencia de potencial entre fase y tierra de 217 V, lo cual es un indicador que en algún punto de la red eléctrica existe una fuga a tierra.

Se aprecia que existen tableros que no tienen las leyendas y unifilares pegados, como el TGDC y TG-EST lo cual dificulta conocer las características de los mismos. También las leyendas no están actualizadas Se observa que los transformadores de corriente instalados en el tablero de aire acondicionado del data center (T-AA) están invertidos; por lo cual la lectura que muestra el display es errónea. 6


7.

CONCLUSIONES 

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Se CONCLUYE que gran parte de la inyección de energía reactiva capacitiva a la red provienen los UPS instalados; por ejemplo los del piso 3 tienen un índice de carga mínima (3.95kW) y al estar conectados los dos en redundancia cada uno funciona al 50% de su potencia nominal ya que reparten la carga. Existe en el piso 5, un UPS instalado que funciona en vacío lo cual también incrementa el nivel de capacitivos inyectados a la red, a la vez que existe pérdidas en vacío. Se ha validado con las mediciones en el suministro de LDS que cuando el consumo total de la instalación disminuye, la energía reactiva capacitiva aumenta. La calidad de energía suministrada pos Luz Del Sur (LDS) está dentro de los parámetros establecidos por la NTCSE. Existen deficiencias en el conexionado de puesta a tierra el cual se debe priorizar las correctivas, ya que representa un peligro tanto para la vida humana como para los equipos eléctricos y/o electrónicos.

8. RECOMENDACIONES 

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Se recomienda validar con la empresa proveedora de los UPS, instalados en los pisos 3 y 5, a fin de mejorar el factor de potencia y/o regularlos para que no inyecten un alto nivel de energía reactiva capacitiva. Se recomienda que habiliten las cargas del UPS del piso 5 para que no trabaje en vacío. Se recomienda validar el sistema de puesta a tierra, para lo cual se desde desconectar desde aguas abajo y medir el aislamiento de cables y barras, de ser posible se debe realizar una auditoría a todo el sistema de puesta a tierra SPAT. Se recomienda que todos los tableros eléctricos estén debidamente identificados así mismo deben contar con los planos unifilares y leyendas actualizados.

7


Para monitorear constantemente todos los parámetros eléctricos, se recomienda la instalación de un gestor energético, el cual brinde información en tiempo real de los consumos energéticos.

GESTOR ENERGÉTICO

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ANÁLISIS DE CALIDAD DE ENERGÍA TABLEROS ELÉCTRICOS JURADO NACIONAL DE ELECCIONES – SEDE NAZCA 9.

CARACTERÍSTICAS DEL SISTEMA ELÉCTRICO EVALUADO Sistema Eléctrico: MEDICIÓN 3 fases – 3 hilos - Conexión delta - 220 VAC, 60Hz.

10. REQUISITOS PRINCIPALES DE LA NORMA EN50160 Límites de parámetros de tensión permitidos.

N°

Parámetro

Características de la tensión de entrada según la Norma EN 50160 BT: Valor medido durante 10 seg.

01

Frecuencia

• ±1% durante 99.5% de la semana • +4% / −6% durante el 100% de la semana.

02 03

Variación de la tensión suministrada Cambios bruscos de tensión

04

Huecos en la tensión (Dips)

05

Interrupción breve de la tensión de suministro

06 07 08 09

Interrupción prolongada de la tensión de suministro Sobretensión temporal a la frecuencia de la red Sobretensiones transitorias

±10% durante el 95% de la semana, valores medidos en periodos de 10 minutos Normal – 5% Infrecuente – 10% La mayoría: duración <1 seg., caída <60% Caídas locales limitadas causadas por una carga al conectarse. BT: 10-50% Hasta 3 minutos Pocas decenas – pocas centenas / año Duración del 70% de las interrupciones <1seg. BT: (mayor de 3 minutos) <10-50/año Falla:>110% Un (normalmente < 1.5kv )

Falla:>1.5Kv (normalmente < 16kv ) BT: hasta 2% durante el 95% de la semana, Desequilibrio de tensión valores medidos en periodos de 10 minutos, hasta 3% en algunos lugares Cuadro N° 2. Parámetros de la tensión permitidos

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ANÁLISIS DE CALIDAD DE ENERGÍA TABLEROS ELÉCTRICOS JURADO NACIONAL DE ELECCIONES – SEDE NAZCA Valor individual de armónicos de tensión permisibles en porcentaje de la tensión nominal: Armónicos impares Armónicos pares No múltiplos de 3 Múltiplos de 3 Tensión Tensión Tensión relativa Orden h relativa Orden h Orden h relativa (%) (%) (%) 5 6 3 5 2 2 7 5 9 1.5 4 1 6…..24 11 3.5 15 0.5 0.5 13 3 21 0.5 17 2 19 1.5 23 1.5 25 1.5 Cuadro N° 3. Cuadro de valores de armónicos permitidos. 11. RECURSOS Personal: 01 Ingeniero Electricista CIP 02 Especialistas en energía  

Equipos: 03 Analizadores de rede digital Marca: METREL (EU) Modelo: MI 2892 , series 14470302, 13420495 Modelo; MI 2792, serie 12190652 

12. REGISTRO DE MEDICIÓN. La medición se realizó en el interruptor principal del Tablero Eléctrico General MEDICIÓN Registro de medición en tableros eléctricos. Hora de inicio

Hora de partida

Duración

Causa de Parada

23/02/2016 08:30:00:00 a.m.

26/02/2016 13:30:01 p.m.

3 días 0 hora 0 m 0s (2040 intervalos)

Finalizado con éxito

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ANÁLISIS DE CALIDAD DE ENERGÍA TABLEROS ELÉCTRICOS JURADO NACIONAL DE ELECCIONES – SEDE NAZCA 13. ANEXO 1 : MEDICIÓN DE POTENCIA REACTIVA CAPACITIVA EN TABLEROS ELÉCTRICOS A continuación se detalla los niveles de potencia reactiva capacitiva en los principales tableros eléctricos del JNE. 

TABLERO TG – EST (PISO 3) Qmáx = 7.53kVAr (capacitivo)

Imagen 1. Nivel de potencia reactiva capacitiva – TG-EST 

TABLERO TG-DC (PISO 3 - SUMA DE UPS 1 Y UPS 2) Qmáx = 5.007kVAr (capacitivo)

Imagen 2. Nivel de potencia reactiva capacitiva – TG-DC 11


TABLERO TBY-EST3 Qmáx = 2.327kVAr (capacitivo)

Imagen 3. Nivel de potencia reactiva capacitiva – TBY-EST3



TABLERO AIRE ACONDICIONADO DE PRESICIÓN (T-AA) – PISO 3 Qmáx = 8.849kVAr (capacitivo)

Imagen 4. Nivel de potencia reactiva capacitiva – T-AA

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TABLERO TBY-EST5 (PISO 5) Qmáx = 5.516kVAr (capacitivo)

Imagen 5. Nivel de potencia reactiva capacitiva – TBY-EST5



CAJA DE FUSIBLES (SUMINISTRO PRINCIPAL) – LUZ DEL SUR Qmáx = 10.59kVAr (capacitivo)

Imagen 6. Nivel de potencia reactiva capacitiva – SUMINISTRO Luz del Sur.

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ANÁLISIS DE CALIDAD DE ENERGÍA TABLEROS ELÉCTRICOS JURADO NACIONAL DE ELECCIONES – SEDE NAZCA 14. ANEXO 2: MEDICIÓN DE PARÁMETROS ENERGÉTICOS EN SUMINISTRO (LUZ DEL SUR) - De acuerdo a las mediciones realizadas se disponen de los siguientes gráficos para las mediciones correspondientes en el suministro eléctrico Nº 60969:       

Variación de tensión Corriente Potencia activa consumida Potencia reactiva Capacitiva Vs. Aparente Distorsión armónica total en tensión (THDU) Distorsión armónica total en corriente (THDI) Perfil de carga

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ANÁLISIS DE CALIDAD DE ENERGÍA TABLEROS ELÉCTRICOS JURADO NACIONAL DE ELECCIONES - SEDE NAZCA A. VARIACIÓN DE TENSIÓN MEDICIÓN El siguiente gráfico muestra el comportamiento de la tensión durante la medición realizada en el SUMINISTRO.

Imagen 7. Nivel de tensión – Sistema 220V Trifásico.

ANÁLISIS DE CALIDAD DE ENERGÍA TABLEROS ELÉCTRICOS JURADO NACIONAL DE ELECCIONES – SEDE NAZCA B.

CORRIENTE

MEDICIÓN El siguiente gráfico muestra la corriente durante la medición realizada en el SUMINISTRO.

ANÁLISIS DE CALIDAD DE ENERGÍA TABLEROS ELÉCTRICOS JURADO NACIONAL DE ELECCIONES – SEDE NAZCA B.

CORRIENTE

MEDICIÓN El siguiente gráfico muestra la corriente durante la medición realizada en el SUMINISTRO.

Imagen 8. Nivel de corriente – Sistema 220 V Trifásico.

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ANÁLISIS DE CALIDAD DE ENERGÍA TABLEROS ELÉCTRICOS JURADO NACIONAL DE ELECCIONES – SEDE NAZCA C. POTENCIA ACTIVA CONSUMIDA MEDICIÓN El siguiente gráfico muestra el consumo de la potencia activa (kW) en el SUMINISTRO.

ANÁLISIS DE CALIDAD DE ENERGÍA TABLEROS ELÉCTRICOS JURADO NACIONAL DE ELECCIONES – SEDE NAZCA C. POTENCIA ACTIVA CONSUMIDA MEDICIÓN El siguiente gráfico muestra el consumo de la potencia activa (kW) en el SUMINISTRO.

Imagen 9. Nivel de potencia activa – Sistema 220V Trifásico. PMÁX = 91.41 kW

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ANÁLISIS DE CALIDAD DE ENERGÍA TABLEROS ELÉCTRICOS JURADO NACIONAL DE ELECCIONES – SEDE NAZCA D. POTENCIA REACTIVA CAPACITIVA VS. APARENTE MEDICIÓN El siguiente gráfico muestra la comparativa entre la potencia reactiva capacitiva (kVAr) y la potencia total (kVA) en el SUMINISTRO.

ANÁLISIS DE CALIDAD DE ENERGÍA TABLEROS ELÉCTRICOS JURADO NACIONAL DE ELECCIONES – SEDE NAZCA D. POTENCIA REACTIVA CAPACITIVA VS. APARENTE MEDICIÓN El siguiente gráfico muestra la comparativa entre la potencia reactiva capacitiva (kVAr) y la potencia total (kVA) en el SUMINISTRO.

Imagen 10. Niveles de potencia reactiva capacitiva vs. Aparente – Sistema 220V Trifásico. Q MÁX = 10.59 kVAr; SMÁX = 91.89 kVA

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ANÁLISIS DE CALIDAD DE ENERGÍA TABLEROS ELÉCTRICOS JURADO NACIONAL DE ELECCIONES – SEDE NAZCA E. DISTORSIÓN ARMÓNICA TOTAL EN TENSIÓN (THDU) MEDICIÓN El siguiente gráfico muestra el THD de tensión durante la medición realizada en el SUMINISTRO.

ANÁLISIS DE CALIDAD DE ENERGÍA TABLEROS ELÉCTRICOS JURADO NACIONAL DE ELECCIONES – SEDE NAZCA E. DISTORSIÓN ARMÓNICA TOTAL EN TENSIÓN (THDU) MEDICIÓN El siguiente gráfico muestra el THD de tensión durante la medición realizada en el SUMINISTRO.

Imagen 11. Distorsión armónica total de tensión (THDU) – Sistema 220V trifásico

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ANÁLISIS DE CALIDAD DE ENERGÍA TABLEROS ELÉCTRICOS JURADO NACIONAL DE ELECCIONES – SEDE NAZCA F. DISTORSIÓN ARMÓNICA TOTAL EN CORRIENTE (THDI) MEDICIÓN El siguiente gráfico muestra el THD de corriente durante la medición realizada en el SUMINISTRO.

ANÁLISIS DE CALIDAD DE ENERGÍA TABLEROS ELÉCTRICOS JURADO NACIONAL DE ELECCIONES – SEDE NAZCA F. DISTORSIÓN ARMÓNICA TOTAL EN CORRIENTE (THDI) MEDICIÓN El siguiente gráfico muestra el THD de corriente durante la medición realizada en el SUMINISTRO.

Imagen 12. Distorsión armónica total de corriente (THDI) – Sistema 220V trifásico

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ANÁLISIS DE CALIDAD DE ENERGÍA TABLEROS ELÉCTRICOS JURADO NACIONAL DE ELECCIONES – SEDE NAZCA G. PERFIL DE CARGA MEDICIÓN El siguiente gráfico muestra el perfil de carga en el suministro de Luz Del Sur.

Perfil de carga (Suministro) 100 90 80 70 60 W 50 k

40 30 20

ANÁLISIS DE CALIDAD DE ENERGÍA TABLEROS ELÉCTRICOS JURADO NACIONAL DE ELECCIONES – SEDE NAZCA G. PERFIL DE CARGA MEDICIÓN El siguiente gráfico muestra el perfil de carga en el suministro de Luz Del Sur.

Perfil de carga (Suministro) 100 90 80 70 60 W 50 k

40 30 20 10 0

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . m . m . m . m . m . m . m . m . m . m . m . m . m . m . m . m . m . m . m . m . m . m . m . m . m . m . m . m . m . . m . m . m . m . m . m . m . m . m . m . m . m . m . m . m . m . m . m a a a p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 : 0 : 0 : 0 : 0 : 0 : 0 : 0 : 0 : 0 : 0 : 0 : 0 : 0 : 0 : 0 : 0 : 0 : : 0 : 0 : 0 : 0 : 0 : 0 : 0 : 0 : 0 : 0 : 0 : 0 : 0 : 0 : 0 : 0 : 0 : 0 : 0 : 0 : 0 : 0 : 0 : 0 : 0 : 0 : 0 : 0 : 0 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 5 2 5 2 5 2 5 2 5 2 5 2 5 2 5 2 5 2 5 2 5 2 2 5 2 5 2 5 2 5 2 5 2 5 2 5 2 5 2 5 2 5 2 2 5 5 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 5 : 0 1 1 2 2 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 0 0 1 1 2 2 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Hora

Imagen 13. Perfil de carga – Sistema 220V trifásico 21

ANÁLISIS DE CALIDAD DE ENERGÍA TABLEROS ELÉCTRICOS JURADO NACIONAL DE ELECCIONES - SEDE NAZCA 15. ANEXO 3: FOTOGRAFÍAS

ANÁLISIS DE CALIDAD DE ENERGÍA TABLEROS ELÉCTRICOS JURADO NACIONAL DE ELECCIONES - SEDE NAZCA 15. ANEXO 3: FOTOGRAFÍAS

VISTA PANORAMICA DE TABLEROS EN DATA CENTER (3º PISO)

MEDICION DE TENSION FASE R-TIERRA (217,6 V) EN TABLERO TG-EST


MEDICION DE TENSION FASE S-TIERRA (28,57 V) EN TABLERO TG-EST

MEDICION DE TENSION FASE T-TIERRA (190,9 V) EN TABLERO TG-EST

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INSTALACION DE ANALIZADOR DE REDES EN EL TABLERO TG-DC (UPS -3º PISO-DATA CENTER)

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INSTALACION DE ANALIZADOR DE REDES EN EL TABLERO TG-EST (3º PISO-DATA CENTER)

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INSTALACION DE ANALIZADOR DE REDES EN EL TABLERO T-AA (3º PISO-AIRE ACONDICIONADO)

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Informe de Calidad de Energía - JNE

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