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MEDICIÓN DE ARMÓNICAS EN SUBESTACIONES DE 13,2 KV Fernández Cívico, D.; Echazarreta, S.; Ronco, J.; López, G.; Krapf, L. Facultad de Ciencias Exactas,

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Presentación del tema: "MEDICIÓN DE ARMÓNICAS EN SUBESTACIONES DE 13,2 KV Fernández Cívico, D.; Echazarreta, S.; Ronco, J.; López, G.; Krapf, L. Facultad de Ciencias Exactas,"— Transcripción de la presentación:

1 MEDICIÓN DE ARMÓNICAS EN SUBESTACIONES DE 13,2 KV Fernández Cívico, D.; Echazarreta, S.; Ronco, J.; López, G.; Krapf, L. Facultad de Ciencias Exactas, Ingeniería y Agrimensura – Universidad Nacional de Rosario Avda. Pellegrini 250, Rosario, Santa Fe, Argentina UNIVERSIDAD NACIONAL DE ROSARIO FACULTAD DE CS. EXACTAS, INGENIERIA Y AGRIMENSURA ESCUELA DE INGENIERIA ELECTRICA

2 Situación Problemática El número de cargas no lineales conectadas a los sistemas eléctricos es muy grande y aumenta rápidamente Estas cargas tienen la capacidad de crear perturbaciones en las formas de onda de tensión y corriente. En los transformadores, la principal consecuencia de las corrientes armónicas es un aumento de las pérdidas, principalmente en los arrollamientos, debido a la deformación de los campos de dispersión. El aumento de las pérdidas hace que se genere más calor en el transformador de modo que la temperatura de funcionamiento aumenta, lo que provoca un deterioro mas acelerado del aislamiento y una potencial reducción de su vida útil. El incremento de las perdidas origina una disminución del rendimiento del transformador, lo cual se traduce en un incremento de los costos de operación de la máquina. EIE - FCEIA1/14

3 Marco teórico del IEEE Std C Perdidas totales Perdidas en vacío (excitación y núcleo) Perdidas bajo carga (impedancias del transformador) Otras perdidas de dispersión Perdidas por corrientes de Foucault en los arrollamientos EIE - FCEIA2/14

4 Campo electromagnético producido por la corriente de carga en un transformador EIE - FCEIA3/14

5 Efecto de las corrientes armónicas en cada una de las perdidas EIE - FCEIA4/14

6 Factor de pérdidas armónicas para corrientes de Foucault en los arrollamientos EIE - FCEIA5/14

7 Factor de pérdidas armónicas para otras pérdidas por dispersión EIE - FCEIA6/14

8 Estimación de la capacidad equivalente EIE - FCEIA7/14

9 Estimación de la capacidad equivalente Distribución armónica de corriente con I 1 como base Calculo de Factores por corrientes armónicas Suposición de un estado de carga Cálculo de pérdidas totales por Foucault y dispersión con PLOAD y los Factores calculados Cálculo de temperatura máxima de arrollamiento y temperatura de la parte superior del aceite Comparación entre la suma de las temperaturas calculadas y la suma de las temperaturas nominales Inicio I1 ; I3 … Ih F HL y F HL-OSL P LOAD P LL P EC P OSL Ɵ TO + Ɵ g Ɵ TO + Ɵ g = Ɵ TO-R + Ɵ g-R Porcentaje de potencia disponible con la distribución armónica dada NO SI EIE - FCEIA8/14

10 Mediciones y cálculo de calentamiento de transformadores En diferentes SET de la ciudad de Rosario se realizaron mediciones de distorsión armónica utilizando un instrumento Amprobe Harmoanalyzer HA Las mismas, se realizaron sobre los cables de BT del transformador. De cada medición se tomo una fase y se realizaron las cálculos suponiendo que la distribución de las corrientes es equilibrada. EIE - FCEIA9/14

11 Distribución de las corrientes armónicas hasta el armónico 19 para el transformador de 630kva, 13,2/0,4kv de la SET 1184 del día 25/04/12 a las 10:45hs ,318,437,2125,766,0421,2475,3372,6622,0621,06 19,4%261, ,214,510,12,40,52,11,00,80,4 EIE - FCEIA10/14

12 Calculo de perdidas y capacidad equivalente 11,0001, ,00 1, ,0720, ,052,410, ,1450, ,533,620, ,1010, ,494,740, ,0240, ,055,800, ,0050, ,006,810, ,0210, ,077,780, ,0100, ,028,730, ,0080, ,029,650, ,0040, ,0110,540,0002 Suma1,03752,23861,1452 EIE - FCEIA11/14

13 63027,556909,351192,575342,6621, Calculo de perdidas y capacidad equivalente Tipo de perdida Condiciones nominales En el estado de carga En el estado de carga con armónicos Vacío [w]1192, ,00575,15 Foucault en Arrollamientos [w]185,1515,2632,93 Otras perdidas por dispersión [w]370,8530,5733, ,501813,481834,32 EIE - FCEIA12/14

14 Conclusiones Se observó que el estado de carga de los transformadores medidos rara vez excedió el 50% de su potencia nominal durante las mediciones, y que los valores de distorsión armónica encontrados no generan pérdidas de capacidad mayores al 3%. Esto, sumado a que el perfil de carga de las redes de distribución tendrá a los transformadores trabajando en condiciones próximas a las nominales sólo en los horarios pico de los días de mayor demanda. Resultará en que las máquinas en consideración no presentaran pérdida de vida útil. Además el aumento de las pérdidas técnicas en los casos medidos no resulta considerable respecto de las nominales del transformador. Se concluye que los armónicos aun no son un problema serio en las redes de distribución de Rosario, pero se debería hacer un seguimiento de la evolución de los mismos para prevenir problemas derivados del aumento de los mismos. EIE - FCEIA13/14

15 A la Empresa Provincial de Energía de Santa fe por la predisposición mostrada para realizar las mediciones. Al Ing. Jorge Luciani por la colaboración prestada. EIE - FCEIA14/14 Agradecimientos


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