Resonancia Por Banco De Condensadores

ARMÓNICAS Y RESONANCIA PARALELO
Jorge de los Reyes, Miembro, IEEE Departamento de Ingeniería Eléctrica ITESM, Campus Monterrey jdelosre@academ01.mty.itesm.mx Resumen --El fenómeno de resonancia es cada vez más común en instalaciones eléctricas comerciales e industriales ya que una buena parte de la carga que se alimenta es no lineal. En este escrito se presenta un breve análisis del fenómeno deresonancia paralelo que es el que más frecuentemente se presenta al tratar de corregir el factor de potencia en presencia de armónicas. Se muestran dos ejemplos de casos reales en dos instalaciones distintas y además se presentan los resultados de un circuito monofásico construido para que entrara en resonancia en la armónica 11. El diseño de la implementación se hizo usando Pspice y losresultados fueron validados en el circuito construido usando un osciloscopio digital. I. Introducción Armando Llamas, Miembro, IEEE Departamento de Ingeniería Eléctrica ITESM, Campus Monterrey allamas@campus.mty.itesm.mx esto lo que se logra es bajar la frecuencia de resonancia del sistema a niveles donde esta pueda ser excitada por las cargas no lineales que el sistema alimenta. Al colocar capacitorespara corregir el factor de potencia, en realidad estamos construyendo un circuito que es conocido como circuito tanque, el cual visto desde la carga (la combinación no lineal e inductiva) nos representa la condición de resonancia paralelo. Cuando tenemos resonan-cia paralelo se presenta distorsión elevada en los voltajes y sobrecorrientes en los capaci-tores, por eso es que operan las protecciones.En las secciones siguientes se presenta una explicación simplificada del fenómeno de resonancia paralelo, un caso industrial, un caso en una instalación comercial, la implementación y simulación de un circuito monofásico que exhibe la excitación de la frecuencia de resonancia y las recomendaciones para corregir factor de potencia en presencia de distorsión. II. Explicación simplificada Se dice queun circuito que tenga inductancia y capacitancia está en resonancia cuando el voltaje y la corriente están en fase a una frecuencia dada, esto es, cuando la reactancia inductiva y la reactancia capacitiva se anulan. Estamos interesados en la condición de resonancia paralelo que provoca que la impedancia que ve una corriente que se inyecta sea muy elevada como lo veremos más adelante. La figura 1muestra un diagrama unifilar muy simplificado de un sistema de potencia típico que alimenta a una carga que consume corriente no lineal en paralelo con un banco de capacitores para corregir el factor de potencia

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n la actualidad el uso de las llamadas cargas no senoidales es cada vez más común en la industria, edificios comerciales, casas, etc. Llamamos carga no senoidal a aquella carga cuyacaracterística V-I no es una línea recta la cual corresponde a una carga resistiva, o bien, una elipse que corresponde a una carga inductiva-resistiva o capacitiva. Este tipo de cargas son alimentadas con voltajes casi senoidales, pero la corriente que extraen es no senoidal y de ahí que la característica V-I sea no lineal. Cuando se tienen cargas que consumen potencia reactiva (motores,reactores y transformadores), el factor de potencia es pobre y se corrige con capacitores. Cuando se tiene una combinación de cargas que toman corriente con distorsión y cargas que consumen reactivos de desplazamiento, la corrección del factor de potencia con bancos de capacitores puede dar lugar a un resonancia paralelo excitada. Esta condición se manifiesta con el disparo de los ITMs (interruptorestermomagné-ticos) o la apertura de los fusibles que protegen a los capacitores. Al colocar capacitores, el factor de potencia que se corrige es de desplazamiento, no el de distorsión, pero a cambio de Publicado en el tomo 1 de las memorias de la Décima Reunión de Verano de Potencia (RVP’97), pág. 346

Figura 1. Diagrama unifilar de un sistema de potencia que alimenta a una carga no lineal

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