Seguridad en redes
Páginas: 15 (3559 palabras)
Publicado: 16 de marzo de 2012
FUENTES PRINCIPALES DE ARMONICOS
• INTRODUCCION • FUENTES TRADICIONALES
TRANSFORMADORES, MAQUINAS ROTATORIAS, HORNOS DE ARCO, TUBOS DE LUZ FLUORESCENTE
• NUEVAS FUENTES DE ARMONICOS
GRANDES CONVERTIDORES DE POTENCIA. CONVERTIDORES DE TAMAÑO MEDIANO Y DE BAJA POTENCIA
• CONCLUSIONES
Fuentes de Armónicas
Existe un gran número de dispositivos que distorsionan el estado ideal de lasredes eléctricas. Algunos de ellos han existido desde la formación de los sistemas de potencia, y otros son producto de la aplicación de dispositivos de electrónica de potencia utilizados para el control moderno de las redes eléctricas. Como ejemplo se puede mencionar el convertidor de línea. Este dispositivo se utiliza tanto como rectificador (ac-dc) como inversor (dc-ac) y en aplicaciones de alta ybaja potencia. Otra fuente principal de armónicas, particularmente en áreas metropolitanas, es la iluminación a base de gas (fluorescente, arco de mercurio, sodio de alta presión, etc) [9].
Las fuentes de armónicas las podemos clasificar en: * Fuentes tradicionales * Nuevas fuentes de armónicas * Futuras fuentes armónicas Fuentes Tradicionales Antes del desarrollo de los convertidoresestáticos, la distribución armónica se asociaba con el diseño y la operación de máquinas eléctricas y transformadores. De hecho la principal fuente de armónicas en esos días. De hecho la principal fuente de armónicas en esos días era la corriente de magnetización de los transformadores de potencia.
Los transformadores y máquinas rotatorias modernas bajo operación en estado estable no ocasionan por símismas distorsión significativa en la red. Sin embargo, durante disturbios transitorios y cuando operan en rangos fuera de su estado normal, entonces pueden incrementar su contenido en forma considerable. Otras dos cargas lineales que conviene considerar debido a su contribución armónica son los hornos de arco y la luz fluorescente. Transformadores En un núcleo ideal sin pérdidas por histérisis,el flujo magnético y la corriente de magnetización necesaria para producirlo están relacionadas entre sí mediante la curva de magnetización del acero utilizado en las laminaciones. Aún en estas condiciones, si graficamos la corriente de magnetización vs. el tiempo para cada
valor de flujo, la forma de onda dista mucho de ser senoidal. Cuando se incluye el efecto de histéresis, esta corrientemagnetizante no senoidal no es simétrica con respecto a su valor máximo. La distorsión que se observa se debe a las armónicas triples (3a., 9a., 12a., etc.), pero principalmente a la 3a. Por lo que para mantener una alimentación de voltaje necesario proporcionar una trayectoria para estas armónicas triples, lo que generalmente se logra con el uso de devanados conectados en delta.
Fig 3.1 Formasde onda de magnetización, flujo y corrientes en un transformador.
Las armónicas debidas a la corriente de magnetización se elevan a sus niveles máximos en las horas de la madrugada, cuando el sistema tiene muy poca carga y el nivel de tensión es alto. Al desenergizar un transformador, es posible que tenga flujo magnético residual en el núcleo. Cuando se re-energiza la unidad,
la densidad deflujo puede alcanzar niveles de pico de hasta tres veces el flujo de operación normal. Esto puede llevar al núcleo del transformador a niveles extremos de saturación y producir amperes-vuelta excesivos en el núcleo. Este efecto da lugar a corrientes de magnetización de 5 a 10 p.u. de la corriente nominal (comparada con la corriente de magnetización nominal de apenas el 1% ó 2% de la corrientenominal). El decremento de esta corriente con el tiempo es función principalmente de la resistencia del devanado primario. Para transformadores muy grandes, esta corriente puede permanecer por muchos segundos, debido a su baja resistencia. Máquinas rotatorias
Si tomamos el devanado trifásico de una máquina rotatoria suponiendo un entrehierro constante y la ausencia de saturación del acero, en...
• INTRODUCCION • FUENTES TRADICIONALES
TRANSFORMADORES, MAQUINAS ROTATORIAS, HORNOS DE ARCO, TUBOS DE LUZ FLUORESCENTE
• NUEVAS FUENTES DE ARMONICOS
GRANDES CONVERTIDORES DE POTENCIA. CONVERTIDORES DE TAMAÑO MEDIANO Y DE BAJA POTENCIA
• CONCLUSIONES
Fuentes de Armónicas
Existe un gran número de dispositivos que distorsionan el estado ideal de lasredes eléctricas. Algunos de ellos han existido desde la formación de los sistemas de potencia, y otros son producto de la aplicación de dispositivos de electrónica de potencia utilizados para el control moderno de las redes eléctricas. Como ejemplo se puede mencionar el convertidor de línea. Este dispositivo se utiliza tanto como rectificador (ac-dc) como inversor (dc-ac) y en aplicaciones de alta ybaja potencia. Otra fuente principal de armónicas, particularmente en áreas metropolitanas, es la iluminación a base de gas (fluorescente, arco de mercurio, sodio de alta presión, etc) [9].
Las fuentes de armónicas las podemos clasificar en: * Fuentes tradicionales * Nuevas fuentes de armónicas * Futuras fuentes armónicas Fuentes Tradicionales Antes del desarrollo de los convertidoresestáticos, la distribución armónica se asociaba con el diseño y la operación de máquinas eléctricas y transformadores. De hecho la principal fuente de armónicas en esos días. De hecho la principal fuente de armónicas en esos días era la corriente de magnetización de los transformadores de potencia.
Los transformadores y máquinas rotatorias modernas bajo operación en estado estable no ocasionan por símismas distorsión significativa en la red. Sin embargo, durante disturbios transitorios y cuando operan en rangos fuera de su estado normal, entonces pueden incrementar su contenido en forma considerable. Otras dos cargas lineales que conviene considerar debido a su contribución armónica son los hornos de arco y la luz fluorescente. Transformadores En un núcleo ideal sin pérdidas por histérisis,el flujo magnético y la corriente de magnetización necesaria para producirlo están relacionadas entre sí mediante la curva de magnetización del acero utilizado en las laminaciones. Aún en estas condiciones, si graficamos la corriente de magnetización vs. el tiempo para cada
valor de flujo, la forma de onda dista mucho de ser senoidal. Cuando se incluye el efecto de histéresis, esta corrientemagnetizante no senoidal no es simétrica con respecto a su valor máximo. La distorsión que se observa se debe a las armónicas triples (3a., 9a., 12a., etc.), pero principalmente a la 3a. Por lo que para mantener una alimentación de voltaje necesario proporcionar una trayectoria para estas armónicas triples, lo que generalmente se logra con el uso de devanados conectados en delta.
Fig 3.1 Formasde onda de magnetización, flujo y corrientes en un transformador.
Las armónicas debidas a la corriente de magnetización se elevan a sus niveles máximos en las horas de la madrugada, cuando el sistema tiene muy poca carga y el nivel de tensión es alto. Al desenergizar un transformador, es posible que tenga flujo magnético residual en el núcleo. Cuando se re-energiza la unidad,
la densidad deflujo puede alcanzar niveles de pico de hasta tres veces el flujo de operación normal. Esto puede llevar al núcleo del transformador a niveles extremos de saturación y producir amperes-vuelta excesivos en el núcleo. Este efecto da lugar a corrientes de magnetización de 5 a 10 p.u. de la corriente nominal (comparada con la corriente de magnetización nominal de apenas el 1% ó 2% de la corrientenominal). El decremento de esta corriente con el tiempo es función principalmente de la resistencia del devanado primario. Para transformadores muy grandes, esta corriente puede permanecer por muchos segundos, debido a su baja resistencia. Máquinas rotatorias
Si tomamos el devanado trifásico de una máquina rotatoria suponiendo un entrehierro constante y la ausencia de saturación del acero, en...
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