Calidad de energía eléctrica

TITULO:

CALIDAD DE ENERGÍA ELÉCTRICA: ANÁLISIS ARMÓNICO DE SISTEMAS ELÉCTRICOS DE POTENCIA

AUTORES: Vicente Gastón Nieto Gallino1, Otto Alvarado Moreno2. 1 | Ingeniero Eléctrico en Potencia 1998 2 Director de Tesis, Ingeniero Eléctrico en Potencia, Escuela Superior Politécnica del Litoral, Master of Science in Electrical Engineering, University of Texas At Arlington USA, Profesor de laESPOL. RESUMEN Estudio y análisis del comportamiento de un sistema eléctrico de potencia bajo los efectos de las corrientes y voltajes armónicos, las fuentes que las originan, sus efecto en los equipos eléctricos y en el sistema, las respuesta del sistema a las distorsiones armónicas, así como las mediciones y estándares para el análisis armónico y las técnicas para su control. Por ultimo se utilizael programa WHARMZW para el estudio de las distorsiones armónicas, en un sistema eléctrico de ejemplo. INTRODUCCION Los sistemas eléctricos tienen como finalidad básica, dar atención a los consumidores dentro de padrones de continuidad, grados de adecuación, seguridad aceptables y al menor costo global posible. Evidentemente a pesar de todo los esfuerzos que se vayan a realizar, los sistemasestarán siempre sujetos a problemas que puedan llevar a la interrupción y mala calidad del suministro de energía a los consumidores. Como la energía eléctrica es un insumo para cada uno de los consumidores, la interrupción y mala calidad de esta puede originar serios trastornos, como por ejemplo: perdida de la producción, perdida de la materia prima, ociosidad de las instalaciones y de mano de obra, etc.Siendo por tanto importante que se entiendan los problemas causados por estas interrupciones, así como los costos asociados a estas. Un problema de calidad de energía, es cualquier fenómeno de origen eléctrico que interrumpe el correcto funcionamiento de los sistemas y equipos eléctricos. CONTENIDO 1.1 Identificación de el problema El análisis de las señales armónicas en los sistemas eléctricosde potencia ciertamente no es un tópico moderno, antiguamente la inyección de armónicas al sistema eléctrico solo consideraba a los circuitos rectificadores y los transformadores saturados como fuente de las señales armónicas. Actualmente gracias a una serie de estudios realizados sobre armónicas, se conoce que cualquier carga no lineal produce armónicos es decir, es una verdadera fuente decorriente armónica. En los sistemas eléctricos de potencia A.C, las corrientes armónicas fluirán por el camino de menor impedancia. Estas armónicas se dividirán de acuerdo a la razón de impedancia de las ramas. Normalmente la fuente de potencia es el camino de baja impedancia, por lo tanto la mayoría de las corrientes armónicas fluirán hacia ella, sin embargo si existen instalaciones de capacitores depotencia, un problema podría ocurrir cuando la reactancia capacitiva de los capacitores de potencia es igual a la reactancia inductiva equivalente del sistema.

La resonancia en paralelo produce una alta impedancia al flujo de corriente cuya frecuencia corresponde a la frecuencia de resonancia. La resonancia en serie produce en cambio un circuito de baja impedancia. La condición de resonanciaparalelo puede causar oscilaciones de corriente que son excitadas por la corriente de resonancia en paralelo, Estas corrientes que fluyen a través de impedancias producen voltajes armónicos, produciendo entonces formas de onda de voltaje distorsionado. Hay que tener presente el acoplamiento inductivo entre las líneas de transmisión de potencia A.C y las líneas telefónicas (verdaderos circuitosabiertos). Este acoplamiento induce voltajes armónicos en los sistemas telefónicos, en los cuales se producen altos niveles de ruido, haciendo prácticamente imposible entender los mensajes telefónicos. Los sobrevoltajes producidas por las señales armónicas en los sistemas de potencia, pueden producir daños a los bancos de condensadores utilizados ya sea para mejorar el factor de potencia en la barra...