Armónicas
Páginas: 11 (2731 palabras)
Publicado: 24 de julio de 2012
ANÁLISIS DE ARMÓNICOS EN SISTEMAS ELÉCTRICOS
RESUMEN Este artículo se lleva a cabo a nivel de ejercicio académico un ejemplo en el que se estudia el sistema de distribución de energía eléctrica de la ciudad de Pereira cuando este es afectado por corrientes y voltajes armónicos, también es estudiado el efecto de la colocación de filtros en dicho sistema. PALABRAS CLAVES: Modelamiento, cargas nolineales, distorsión armónica, filtros, resonancia serie y paralelo. ABSTRACT This article is an academic exercise in which the electrical energy distribution system from the Pereira’s city studies when this one is affected by currents and harmonic voltages, also is studied the effect of the positioning of filters in this system. KEYWORDS: Modelling, non linear loads, harmonic distortion, filters,resonance series and parallel.
CARLOS ALBERTO RIOS PORRAS Estudiante Maestría Ingeniería Eléctrica UTP alpor@andromeda.utp.edu.co MARCELO ARISTIZABAL NARANJO Ingeniero Electricista UTP marcelo.aristizabal@cotel.com.co Ph. D. RAMÓN ALFONSO GALLEGO R. Profesor Facultad de Ingeniería Eléctrica Universidad Tecnológica de Pereira Grupo de Investigación en Planeamiento de Sistemas EléctricosUniversidad Tecnológica de Pereira
1.
INTRODUCCION
(baja impedancia al paso de corriente) y paralelo (baja admitancia a la tensión de alimentación). 2. FILTROS PASIVOS PARA COMPONENTES ARMÓNICAS.
Los armónicos son distorsiones de las ondas senosoidales de tensión y/o corriente de los sistemas eléctricos, debido al uso de cargas con impedancia no lineal, a materiales ferromagnéticos, y engeneral al uso de equipos que necesiten realizar conmutaciones en su operación normal. La aparición de corrientes y/o tensiones armónicas en el sistema eléctrico crea problemas tales como, el aumento de pérdidas de potencia activa, sobretensiones en los condensadores, errores de medición, mal funcionamiento de protecciones, daño en los aislamientos, deterioro de dieléctricos, disminución de la vidaútil de los equipos, entre otros. Las soluciones a dicho problema se realizan en forma jerarquizada; primero en forma particular, resolviendo el problema de inyección de armónicos por parte del usuario al sistema (diseñando y ubicando filtros en el lado de baja tensión, usando el transformador como barrera); y segundo, resolviendo el problema en forma global, buscando reducir las pérdidas y mantenerlos niveles armónicos por debajo de los límites permitidos, en este caso, se trata de un problema de optimización donde se determina la ubicación de los compensadores (condensadores, filtros pasivos, filtros activos). Independientemente del tipo de compensador utilizado para reducir los niveles de armónicos en el sistema o en el usuario, se debe analizar la forma en que el compensador afecta a laimpedancia al variar la frecuencia, esto con el fin de determinar resonancias serie Fecha de Recibo: 21 de abril de 2003 Fecha de Aceptación: 19 de mayo de 2003
El uso de filtros para componentes armónicas en sistemas potencia tiene dos objetivos: Servir de sumidero para las corrientes y tensiones armónicas; y proveer al sistema toda o parte de la potencia reactiva que éste necesita. Los filtrospasivos pueden ser, según el propósito particular que se persigue, de dos tipos: • • Filtros Series. Filtros Shunt o paralelo.
Los Filtros Series evitan el paso de una componente de frecuencia particular, desde el contaminante hacia alguna componente de la planta o parte del sistema de potencia, mediante la presencia de una gran impedancia serie a la frecuencia especificada. Estos constan deun inductor y un capacitor en paralelo que se posicionan en serie a la parte de la red que se desea proteger.
Figura 1. Filtro pasivo serie.
SCIENTIA ET TECHNICA No. 21
Los Filtros Shunt o paralelo proveen un paso alternativo de muy baja impedancia para las frecuencias armónicas, y consisten en una rama resonante serie, compuesta por elementos RLC en conexión paralela con el sistema de...
RESUMEN Este artículo se lleva a cabo a nivel de ejercicio académico un ejemplo en el que se estudia el sistema de distribución de energía eléctrica de la ciudad de Pereira cuando este es afectado por corrientes y voltajes armónicos, también es estudiado el efecto de la colocación de filtros en dicho sistema. PALABRAS CLAVES: Modelamiento, cargas nolineales, distorsión armónica, filtros, resonancia serie y paralelo. ABSTRACT This article is an academic exercise in which the electrical energy distribution system from the Pereira’s city studies when this one is affected by currents and harmonic voltages, also is studied the effect of the positioning of filters in this system. KEYWORDS: Modelling, non linear loads, harmonic distortion, filters,resonance series and parallel.
CARLOS ALBERTO RIOS PORRAS Estudiante Maestría Ingeniería Eléctrica UTP alpor@andromeda.utp.edu.co MARCELO ARISTIZABAL NARANJO Ingeniero Electricista UTP marcelo.aristizabal@cotel.com.co Ph. D. RAMÓN ALFONSO GALLEGO R. Profesor Facultad de Ingeniería Eléctrica Universidad Tecnológica de Pereira Grupo de Investigación en Planeamiento de Sistemas EléctricosUniversidad Tecnológica de Pereira
1.
INTRODUCCION
(baja impedancia al paso de corriente) y paralelo (baja admitancia a la tensión de alimentación). 2. FILTROS PASIVOS PARA COMPONENTES ARMÓNICAS.
Los armónicos son distorsiones de las ondas senosoidales de tensión y/o corriente de los sistemas eléctricos, debido al uso de cargas con impedancia no lineal, a materiales ferromagnéticos, y engeneral al uso de equipos que necesiten realizar conmutaciones en su operación normal. La aparición de corrientes y/o tensiones armónicas en el sistema eléctrico crea problemas tales como, el aumento de pérdidas de potencia activa, sobretensiones en los condensadores, errores de medición, mal funcionamiento de protecciones, daño en los aislamientos, deterioro de dieléctricos, disminución de la vidaútil de los equipos, entre otros. Las soluciones a dicho problema se realizan en forma jerarquizada; primero en forma particular, resolviendo el problema de inyección de armónicos por parte del usuario al sistema (diseñando y ubicando filtros en el lado de baja tensión, usando el transformador como barrera); y segundo, resolviendo el problema en forma global, buscando reducir las pérdidas y mantenerlos niveles armónicos por debajo de los límites permitidos, en este caso, se trata de un problema de optimización donde se determina la ubicación de los compensadores (condensadores, filtros pasivos, filtros activos). Independientemente del tipo de compensador utilizado para reducir los niveles de armónicos en el sistema o en el usuario, se debe analizar la forma en que el compensador afecta a laimpedancia al variar la frecuencia, esto con el fin de determinar resonancias serie Fecha de Recibo: 21 de abril de 2003 Fecha de Aceptación: 19 de mayo de 2003
El uso de filtros para componentes armónicas en sistemas potencia tiene dos objetivos: Servir de sumidero para las corrientes y tensiones armónicas; y proveer al sistema toda o parte de la potencia reactiva que éste necesita. Los filtrospasivos pueden ser, según el propósito particular que se persigue, de dos tipos: • • Filtros Series. Filtros Shunt o paralelo.
Los Filtros Series evitan el paso de una componente de frecuencia particular, desde el contaminante hacia alguna componente de la planta o parte del sistema de potencia, mediante la presencia de una gran impedancia serie a la frecuencia especificada. Estos constan deun inductor y un capacitor en paralelo que se posicionan en serie a la parte de la red que se desea proteger.
Figura 1. Filtro pasivo serie.
SCIENTIA ET TECHNICA No. 21
Los Filtros Shunt o paralelo proveen un paso alternativo de muy baja impedancia para las frecuencias armónicas, y consisten en una rama resonante serie, compuesta por elementos RLC en conexión paralela con el sistema de...
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