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Efectos de las Armónicas en los Sistemas Eléctricos

01/2010;

ABSTRACT

Resumen: Se explican en forma general los principales efectos de las armónicas en los componentes de los sistemas eléctricos actuales. Se muestra la necesidad de conocer los mismos para llevar a cabo un diseño o adaptación de los sistemas a las condiciones cambiantes establecidas por los dispositivos no lineales. Palabras Clave: armónicas, cargas no lineales, pérdidas, resonancia. 1. Introducción. Las armónicas son corrientes y/o voltajes presentes en un sistema eléctrico, con una frecuencia múltiplo de la frecuencia fundamental. Así, en sistemas con frecuencia de 60 Hz y cargas monofásicas, las armónicas características son la tercera (180 Hz), quinta (300 Hz), y séptima (420 Hz) por ejemplo. Con el creciente aumento en el uso de cargas no lineales (procedentes de la electrónica de potencia), se han empezado a tener algunos problemas en las instalaciones eléctricas debido a los efectos de las componentes armónicas de corrientes y voltajes en el sistema eléctrico, que no se contemplaban anteriormente. Entre estos están el sobrecalentamiento de cables, transformadores y motores, corrientes excesivas en el neutro, fenómenos de resonancia entre los elementos del circuito [1, 2] (si se cuentan con bancos de capacitores para corrección del factor de potencia) y en general la calidad en el suministro de energía eléctrica se ha ido deteriorando [3, 4, 5] por la distorsión presente en los voltajes y corrientes. Esta situación puede llegar a causar un funcionamiento incorrecto de muchos equipos (especialmente los menos robustos) que han sido diseñados para operar bajo condiciones normales (poca distorsión armónica). Además, se presenta un incremento en los costos de operación como resultado de algunos factores ligados a la generación de armónicas. Estos problemas han sido ampliamente analizados en la libros [3, 6, 7] y artículos, se han desarrollado equipos de medición sofisticados que permiten realizar estudios acerca de éstos y además se cuenta con prácticas recomendadas [8] para tener cierto grado de control sobre los mismos. Se presentará un análisis de los efectos más comunes provocados por las armónicas en los sistemas eléctricos, en conjunto con una extensa bibliografía para el lector interesado en profundizar en el tema.

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    • "The harmonic control is an important issue in EPS too, due to the fact that it is considered a main indicator of the service quality. In [10], author argues that the increasing nonlinear loads generate problems due to the effects of the harmonic components of currents and voltages in an EPS, for example, cables overheating transformers and motors, excessive currents in the neutral resonance phenomena between the circuit elements [11] [12], and considering the capacitor banks for power factor correction. So, in general, the quality of the power supply is deteriorated by this distortion in voltages and currents [13] [14] [15]. "
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    ABSTRACT: Although in electric power systems (EPS) the regulatory level guarantees a bounded error between the reference and the corresponding system variables, to keep its availability in time, optimizing the system operation is required for operational reasons such as, economic and/or environmental. In order to do this, there are the following alternative solutions: first, replacing the regulatory system with an optimized control system or simply adding an optimized supervisory level, without modifying the regulatory level. However, due to the high cost associated with the modification of regulatory controllers, the industrial sector accepts more easily the second alternative. In addition, a hierarchical supervisory control system improves the regulatory level through a new optimal signal support, without any direct intervention in the already installed regulatory control system. This work presents a secondary frequency control scheme in an electric power system, through a hierarchical model predictive control (MPC). The regulatory level, corresponding to traditional primary and secondary control, will be maintained. An optimal additive signal is included, which is generated from a MPC algorithm, in order to optimize the behavior of the traditional secondary control system.
    Full-text · Article · Apr 2014 · Mathematical Problems in Engineering
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    ABSTRACT: El presente proyecto es un estudio de la distorsión armónica producida por el uso de VSDs como arrancadores de los motores electrosumergibles para controlar la producción de petróleo que se extrae por medio de la bomba centrífuga multi-etapa en los pozos con el sistema BES en el campo Libertador operado por Petroproducción. Los anexos incluyen los diagramas del equipo de fondo, etc. Solicítalos al pesonal autorizado en la biblioteca.
    Preview · Article · Dec 2007