Analisis Armonicos En Sistema Tranviario

SISTEMA TRANVIARIO
ANALISIS DE ARMONICOS
OBJETO
El presente informe tiene por objeto analizar el valor de la perturbación por armónicos
generados en las subestaciones de tracción de un Sistema Tranviario, con objeto de
dimensionar los equipos de filtrado necesarios para evitar su emisión a la Red de la Compañía
Suministradora.
DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA
Definidas los requerimientos depotencia de las subestaciones de tracción, se establecen la
necesidad de dotar al sistema con Subestaciones de Tracción, equipadas con dos grupos
rectificadores de 1000 kVA - 900 kW cada una, dedicadas a tracción eléctrica.
Se adoptan rectificadores del tipo no controlado de 12 pulsos, pues son los más extendidos, no
se requiere de regulación del voltaje de salida y minimizan la distorsión armónicade la
corriente de entrada del rectificador (un rectificador de 12 pulsos presenta menor distorsión
armónica que uno de 6 pulsos).
Para el rectificador de 12 pulsos se toma la configuración de dos rectificadores en paralelo de
seis pulsos, cuyo circuito se indica en la figura, cada uno de ellos con un desfasaje de 30°. El
desfasaje se consigue mediante la adecuada conexión del transformadorque está dotados con
dos secundarios, uno en estrella y el otro en triángulo, es decir, el grupo de conexión que se
adopta es el Yy0-Yd11.

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ARMÓNICOS GENERADOS
Con objeto de no emitir contaminación por armónicos a la red de la Compañía Distribuidora, se
analizará las intensidades inyectadas por el rectificador hacia el lado de alterna, conobjeto de
dimensionar los filtros necesarios para su eliminación.
Las corrientes que circulan por cada diodo (I1,I2,...,I6; y, I1’, I2’,...,I6’) corresponden al ángulo
de conducción de cada uno de ellos, mismo que está dado para los intervalos de tiempo en que
los voltajes de entrada a cada rectificador de 6 pulsos, es mayor que el de entrada del otro
rectificador de 6 pulsos, es decir, 30°,como se observa en la Figura que representa las formas
de onda de la corriente en cada rama del circuito.

Las formas de onda del voltaje de entrada y salida del rectificador se representan en la
siguiente gráfica

La forma de onda de la corriente de entada del rectificador seleccionado, se
representa en la siguiente figura.

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Y la formade onda de la corriente que se observa en el primario del transformador

Si se analiza la corriente de un rectificador de 12 pulsos, se encuentra que la serie de
Fourier que representa a esta señal es:

Como se observa el orden de los armónicos característicos que produce un rectificador viene
dado por la expresión:
n=p*m±1
En esta expresión, n es el orden del armónico, p es el número depulsos del rectificador (12 en
nuestro caso) y m, un número entero (1, 2, 3,...).
Así pues, los armónicos característicos generados por el rectificador de 12 pulsos serán de
orden 11, 13, 23, 25,...

A continuación se presentan los índices armónicos "teóricos" de corriente que inyectan
estos rectificadores hacia el lado alterno, considerado solo hasta los armónicos del
orden inferior a 50,según la norma

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Armónicas de corriente
inyectadas por un rec. de 12 pulsos
Armónica 11 13 23 25 35 37 47 49
%Fund.

9.0 7.6 4.3 4.0 2.8 2.7 2.1 2.0

Se tiene con estos datos, en condiciones ideales, una THD de 14,03 %, para el total de
armónicos generados. Si, consideramos que se eliminan los armónicos principales de orden
11, 13, 23 y25 se obtiene una THD de 4,85 %.

DIMENSIONADO DEL EQUIPO DE FILTRADO
Para seleccionar el equipo de filtrado necesario, se opta por situar en cada una de las
subestaciones rectificadora una batería de filtros, sintonizadas a las frecuencias de los
armónicos principales 11, 13 23 y 25, comprobándose que la tasa de armónicos que se
generan con las restantes frecuencias permanecen dentro de...