Electrotecnia

Conexiones de transformadores para reducir efectos de armónicas

Integrante: Eduardo López

Docente: Edgardo Villagra

Carrera: Ing. Automatización

Los Andes 20 de noviembre de 2012

Introducción

El acelerado desarrollo de la electrónica de potencia ha propiciado un sinnúmero de aplicaciones en sistemas de transmisión, sistemas de distribución y sistemas de utilización (industrial y comercial). No obstante, a pesar de la flexibilidad de los convertidores electrónicos modernos, su comportamiento es no lineal y producen distorsión en las corrientes y, por ende, en los voltajes. Otros ejemplos de cargas no lineales son los hornos eléctricos. Algunos ejemplos de estos convertidores son los sistemas de transmisión de CD en alto voltaje (HVDC), los dispositivos para transmisión flexible de CA (FACTS), los compensadores estáticos de reactivos (SVC), los condensa-dores estáticos (STATCOM), algunos controles de iluminación, variadores de velocidad y equipo computacional.

Conexiones de Transformadores para eliminar armónicos

El uso de cargas no lineales en sistemas eléctricos, tales como los convertidores electrónicos de potencia, los hornos de arco eléctricos y varios más, produce distorsión en las formas de onda de las corrientes y los voltajes. El grado de distorsión se cuantifica estudiando el contenido armónico de las señales. Cuando las armónicas producidas por una carga no lineal fluyen a otras partes del sistema, pueden originarse problemas tales como sobrecalentamiento de equipo, bajo factor de potencia y resonancia, con la consecuente reducción en la eficiencia de operación y, en algunas ocasiones, destrucción de equipo. Existen diversas prácticas para limitar el flujo de armónicas del equipo que las genera hacia donde la presencia de éstas es indeseable o para disminuirlas a niveles aceptables. En este artículo se estudian ciertas conexiones de transformadores que eliminan o reducen la circulación de determinadas armónicas que se presentan. Otras metodologías existentes son la utilización de filtros activos o pasivos y técnicas de modulación en los propios convertidores electrónicos.

Efectos negativos

Entre los efectos negativos que las armónicas producen en el equipo eléctrico está el sobrecalentamiento del mismo, lo cual limita su vida útil. Existen diferentes técnicas que se utilizan para eliminar y disminuir las armónicas producidas por las cargas no lineales. En este artículo se analizan las conexiones de transformadores eléctricos para la eliminación de 3a, 5a, 7a, 11a y 13a armónicas. En cuanto a conexiones de transformadores trifásicos, las más comúnmente utilizadas son: D-Y, Y-Y, Y-D, D-D.

La conexión D-Y, denominada también conexión triangulo- estrella se muestra en las siguientes figuras.

Si se asume que los transformadores tienen una relación de vueltas igual a "n", entonces existen 30° de desfasamiento entre las corrientes de línea de primario y secundario. En el caso de secuencia negativa, el desfasamiento es opuesto al de secuencia positiva.

La conexión D-Y elimina el flujo de corrientes de secuencia CERO en

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