Transformers especiales Hernán Escarria
Páginas: 19 (4739 palabras)
Publicado: 25 de diciembre de 2015
Hernan
Escarria, PTI – Santiago de Chile 2012
Transformadores para aplicaciones especiales
Presencia de Armonicos Factor K
© ABB Group
May 17, 2012 | Slide 1
Cargas no lineales
Influencia en los transformadores
© ABB Group
May 17, 2012 | Slide 2
Las cargas no lineales son todas aquellas que generan
corrientes no sinusoidales, es decir, corrientes que además de
la componente fundamentaltienen otras que son múltiplos
enteros de la fundamental y que se conocen como armónicos.
Cargas no lineales
Influencia en los transformadores
© ABB Group
May 17, 2012 | Slide 3
Este tipo de cargas ha
existido en los sistemas
eléctricos desde el principio,
principalmente eran de tipo
magnético, como las
corrientes de excitación de
los transformadores y los
balastos magnéticos de
luminariastipo fluorescente.
Su influencia en el sistema
eléctrico era escasa.
Cargas no lineales
Influencia en los transformadores
© ABB Group
May 17, 2012 | Slide 4
La aparición de la electrónica
ha mejorado mucho las
propiedades de los productos
pero ha traído consigo, entre
otros problemas, la
generación de armónicos.
Cargas no lineales
Influencia en los transformadores
© ABB Group
May 17,2012 | Slide 5
RECTIFICADORES
Cargas no lineales
Influencia en los transformadores
© ABB Group
May 17, 2012 | Slide 6
Los fabricantes de variadores de frecuencia de motores de
inducción explican como estos equipos mejoran la eficiencia de
las máquinas permitiendo variar la velocidad de funcionamiento
según las necesidades de la aplicación, pero advierten que
éstos producen armónicos deorden 5, 7, 11, 13…
El orden característico de Armónicos (h) en el lado de la línea
con relación al número de pulsos del rectificador (p) :
h= n x p ±1 (n=1,2,3... Cualquier número entero),
Un rectificador de 6 pulsos produce 6-1=5°, 6+1=7°, 12-1=11°,
12+1=13° armónicos de corriente (en el caso ideal)
Un rectificador de 12 pulsos produce 12-1=11°, 12+1=13°, 241=23° and 24+1=25° armónicosde corriente (en el caso ideal)
Cargas no lineales
Influencia en los transformadores
© ABB Group
May 17, 2012 | Slide 7
Cargas no lineales
Influencia en los transformadores
© ABB Group
May 17, 2012 | Slide 8
Cargas no lineales
Influencia en los transformadores
© ABB Group
May 17, 2012 | Slide 9
Una manera de reducir armónicos es con conexiones del
transformador
Número de pulsos sepuede aumentar mediante la aplicación
de varios grupos de 6 pulsos con un desplazamiento de la
fase de las tensiones de alimentación.
30 grados de desfase se puede obtener mediante el uso de
la conexión básica de grupos de bobinas (Y y D)
Desfases distintos de 0 °, 30 ° (o múltiplos) requiere un
desfase especial. Las más comunes son las conexiones Z y
"delta extendida“
A medida que lapotencia de los armónicos aumenta el
desempeño de la red se vuelve más crítico
Cargas no lineales
Influencia en los transformadores / Conexiones
© ABB Group
May 17, 2012 | Slide 10
Cargas no lineales
Influencia en los transformadores
Problemas de los armónicos.
Se observó, que a medida que aumentaban las cargas
electrónicas, los transformadores funcionaban con ruidos y uncalentamiento excesivo, e incluso que se quemaban al cabo de
uno o dos años.
Algunos se preguntaban:
¿Quizás los fabricantes de transformadores habían abaratado
costos introduciendo materiales de baja calidad?. NO. Los
transformadores eran los mismos, la causa estaba en los
armónicos.
© ABB Group
May 17, 2012 | Slide 11
Cargas no lineales
Influencia en los transformadores
© ABB Group
May 17,2012 | Slide 12
Problemas de los armónicos.
Las corrientes armónicas elevan las pérdidas adicionales en los
bobinados, barras de conexión, bridas del núcleo y paredes del
tanque principal, que pueden conducir a problemas térmicos como el
envejecimiento prematuro del transformador.
Grado de severidad depende del tipo de unidad rectificadora, de
carga y el diseño del transformador.
El diseño...
Escarria, PTI – Santiago de Chile 2012
Transformadores para aplicaciones especiales
Presencia de Armonicos Factor K
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Cargas no lineales
Influencia en los transformadores
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May 17, 2012 | Slide 2
Las cargas no lineales son todas aquellas que generan
corrientes no sinusoidales, es decir, corrientes que además de
la componente fundamentaltienen otras que son múltiplos
enteros de la fundamental y que se conocen como armónicos.
Cargas no lineales
Influencia en los transformadores
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May 17, 2012 | Slide 3
Este tipo de cargas ha
existido en los sistemas
eléctricos desde el principio,
principalmente eran de tipo
magnético, como las
corrientes de excitación de
los transformadores y los
balastos magnéticos de
luminariastipo fluorescente.
Su influencia en el sistema
eléctrico era escasa.
Cargas no lineales
Influencia en los transformadores
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La aparición de la electrónica
ha mejorado mucho las
propiedades de los productos
pero ha traído consigo, entre
otros problemas, la
generación de armónicos.
Cargas no lineales
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RECTIFICADORES
Cargas no lineales
Influencia en los transformadores
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Los fabricantes de variadores de frecuencia de motores de
inducción explican como estos equipos mejoran la eficiencia de
las máquinas permitiendo variar la velocidad de funcionamiento
según las necesidades de la aplicación, pero advierten que
éstos producen armónicos deorden 5, 7, 11, 13…
El orden característico de Armónicos (h) en el lado de la línea
con relación al número de pulsos del rectificador (p) :
h= n x p ±1 (n=1,2,3... Cualquier número entero),
Un rectificador de 6 pulsos produce 6-1=5°, 6+1=7°, 12-1=11°,
12+1=13° armónicos de corriente (en el caso ideal)
Un rectificador de 12 pulsos produce 12-1=11°, 12+1=13°, 241=23° and 24+1=25° armónicosde corriente (en el caso ideal)
Cargas no lineales
Influencia en los transformadores
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Cargas no lineales
Influencia en los transformadores
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Cargas no lineales
Influencia en los transformadores
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May 17, 2012 | Slide 9
Una manera de reducir armónicos es con conexiones del
transformador
Número de pulsos sepuede aumentar mediante la aplicación
de varios grupos de 6 pulsos con un desplazamiento de la
fase de las tensiones de alimentación.
30 grados de desfase se puede obtener mediante el uso de
la conexión básica de grupos de bobinas (Y y D)
Desfases distintos de 0 °, 30 ° (o múltiplos) requiere un
desfase especial. Las más comunes son las conexiones Z y
"delta extendida“
A medida que lapotencia de los armónicos aumenta el
desempeño de la red se vuelve más crítico
Cargas no lineales
Influencia en los transformadores / Conexiones
© ABB Group
May 17, 2012 | Slide 10
Cargas no lineales
Influencia en los transformadores
Problemas de los armónicos.
Se observó, que a medida que aumentaban las cargas
electrónicas, los transformadores funcionaban con ruidos y uncalentamiento excesivo, e incluso que se quemaban al cabo de
uno o dos años.
Algunos se preguntaban:
¿Quizás los fabricantes de transformadores habían abaratado
costos introduciendo materiales de baja calidad?. NO. Los
transformadores eran los mismos, la causa estaba en los
armónicos.
© ABB Group
May 17, 2012 | Slide 11
Cargas no lineales
Influencia en los transformadores
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May 17,2012 | Slide 12
Problemas de los armónicos.
Las corrientes armónicas elevan las pérdidas adicionales en los
bobinados, barras de conexión, bridas del núcleo y paredes del
tanque principal, que pueden conducir a problemas térmicos como el
envejecimiento prematuro del transformador.
Grado de severidad depende del tipo de unidad rectificadora, de
carga y el diseño del transformador.
El diseño...
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