Predicción de niveles de la distorsión armónica en sistemas de potencia

Abstract

En los años recientes, los armónicos han sido considerados como uno de los problemas más esenciales en los sistemas de potencia eléctricos. Este proyecto conceptualiza la problemática que las cargas no lineales ocasionan en la calidad de la energía, por la presencia de distintos niveles de distorsión armónica. Se comienza con una introducción teórica, donde se describen las consecuencias de las corrientes armónicas, como también la presencia de fenómenos de mitigación de las mismas. Se incluye un relevamiento experimental de cargas alineales como Lámparas Fluorescentes Compactas (LFC), Variador de Velocidad de un motor de corriente alterna y una concentración de cargas pertenecientes a una fábrica embotelladora, utilizando para ello, instrumentos de medición como lo son el analizador de redes Hioki 3166, el osciloscopio digital Fluke ScopeMeter 97 y el tester de uso industrial marca PROVA 21 Power Harmonics & Leakage Tester, obteniéndose de las mismas, las formas de ondas de corriente y tensión, descomposiciones armónicas y niveles de distorsión. Se analiza los fenómenos de mitigación de armónicos (como por ejemplo el de diversidad y atenuación) para estos tipos de cargas, realizando un estudio más exhaustivo sobre las Lámparas Fluorescentes Compactas (LFC). Fueron utilizadas herramientas computacionales como ATPDraw y Pspice para investigar los comportamientos de las tasas de distorsión armónicas de tensión (THDv) en un sistema de distribución de potencia típico (AT/MT/BT) y en un tramo de la red de la ciudad de Balcarce (MT/BT), y de corriente (THDi), variando la impedancia de una red de baja tensión al ingresar en paralelo las cargas anteriormente mencionadas, recurriendo al método de inyección de corrientes y al modelo eléctrico respectivamente. Las mediciones con LFC efectuadas bajo ensayos prácticos se comparan con la del modelo realizado en Pspice, comprobando el poder de predicción mediante simulación. Finalmente se contrastan todos los resultados recabados por medición y simulación con los solicitados por las normas vigentes del Ente Nacional Regulador de la Electricidad ( ENRE) y IEEE 519 en cuestiones de corriente y tensión para el THD, obteniéndose también puntualmente la cantidad lámparas que superan dichos límites permitidos.