Influencia de las cargas no lineales en los transformadores

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República Bolivariana De Venezuela
Ministerio De Educación Superior
I.U.T. Dr. Federico Rivero Palacios.
Dpto. De Electricidad
P.N.F.E.


Influencia de las cargas no lineales en transformadores de distribución.


Integrante:

Wilmer Quintero

Introducción.

Una función periódica no senoidal puede ser descompuesta en la suma de una función senoidal de lafrecuencia fundamental y de otras funciones senoidales, cuyas frecuencias son múltiplos enteros de la frecuencia fundamental. Estas funciones adicionales son conocidas como componentes armónicas o simplemente como Armónicos.
En sistemas eléctricos la palabra Armónicos se utiliza para designar corrientes o tensiones de frecuencias múltiplos de la frecuencia fundamental de la alimentación. Si lafrecuencia de la señal eléctrica es inferior a la fundamental, recibe el nombre de subarmónico, ésta podría ocasionar parpadeos luminosos, perceptibles visualmente, denominados Flicker.

Las cargas no lineales afectan las redes de distribución, ya que generan corrientes no sinuidales, es decir, corrientes que además de la componente fundamenteal tienen otras que son múltiplos enteros de la fundamente. Eneste documento el autor pretende definir las causas que generan armónicos, sus consecuencias y métodos de corrección de los mismos.

Fuentes De armónicos:

Las cargas no lineales conectadas a la red eléctrica absorben corrientes en impulsos bruscos. Estos impulsos crean ondas de corriente distorsionadas que originan a su vez corrientes de armónicos de retorno hacia otras partes del sistema dealimentación.
Como ejemplos más típicos de cargas no lineales podemos destacar:

Rectificadores Monofásicos:

La tensión alterna de entrada, una vez rectificada por los diodos, se utiliza para cargar un condensador. Después de un semiperiodo, el condensador se carga a la tensión de pico de la onda senoidal. Entonces el equipo electrónico absorbe corriente de esta elevada tensión decontinua para alimentar al resto del circuito. El equipo puede absorber corriente hasta alcanzar un límite mínimo regulado. Básicamente el condensador sólo absorbe un impulso de corriente durante la cresta de la onda.

Los equipos que poseen fuente de alimentación con condensador y diodos son ordenadores, impresoras, aparatos de medicina y televisores. Los armónicos que generan son de orden impar conuna amplitud inversamente proporcional al orden del armónico. Estos contaminantes adquieren importancia cuando un gran número de unidades están simultáneamente activadas.

Estudios teóricos, confirmados por la práctica, determinan que estos rectificadores inyectan armónicos de orden:

n = k • p ± 1
donde:
n = orden del armónico
p = número de pulsos del rectificador
k = entero positivo1, 2, 3 ...

Las amplitudes de corrientes armónicas características son inversamente proporcionales al orden del armónico, al igual que en el rectificador monofásico. Los equipos más difundidos que incluyen rectificador trifásico son SAI (Sistemas de Alimentación Ininterrumpida) y Variadores de Velocidad o Convertidores de Frecuencia.

Reguladores de Tensión

Son dispositivos conaplicaciones muy variadas, entre las que se incluye la variación de intensidad luminosa o la regulación de determinados aparatos, como calefactores eléctricos. Estos equipos producen armónicos, subarmónicos e interarmónicos cuya amplitud varía con la posición de regulación.


Hornos de Arco

El retraso en el encendido del arco, y sobre todo su característica negativa (resistencia no lineal) hacenque el arco eléctrico pueda considerarse como una importante fuente perturbadora conectada a la red.
En la fase inicial de fusión las perturbaciones son máximas. Mediciones efectuadas en diferentes hornos de arco muestran que las intensidades contienen casi todos los armónicos.

Transformadores

El circuito magnético de los transformadores posee una característica no lineal a partir del...
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