Autor: Angelo Baggini and Zbigniew Hanzelka

Fuente: Manual de Calidad de Energía Editado por Angelo Baggin, John Wiley & Sons, Ltd

1.0 SELECCIÓN Y CLASIFICACIÓN DE TRANSFORMADORES DE Convertidor de seis pulsos [10]

Cuando se conoce el espectro armónico, o al menos se puede medir con una cierta fiabilidad o predicho, las pérdidas adicionales se pueden calcular fácilmente.

El proceso de cálculo debe hacerse a través de los siguientes pasos:

1. Determinación de todos los coponents de pérdidas adicionales debido a la presencia de armónicos.
2. Determinación del espectro armónico, bien por medición o por estimación, teniendo en cuenta todos los equipos generadores de armónicos, en particular, convertidores electrónicos.
3. Cálculo de la contribución de cada componente armónico y la determinación de las pérdidas totales adicionales.

En la práctica, es importante utilizar las magnitudes reales de corriente armónica en lugar de valores teóricos.

Mesa 1 muestra las pérdidas adicionales calculados, para corrientes armónicas hasta orden 25, para dos transformadores a temperatura ambiental normales, suponiendo que el espectro armónico de corriente ilustrado en la figura 1.

Los resultados demuestran que las características del transformador juegan un papel importante en la determinación de las pérdidas de cargas con armónicos.

Los transformadores en este ejemplo se midieron a diferentes temperaturas ligeramente (21.5°C para el primero y 22.8° C para el segundo); esto no va a cambiar la fiabilidad de los resultados.

1.1 Cálculo del factor K

Mesa 2 muestra el cálculo del factor K para el espectro armónico de la figura 1 en una unidad base por.

El primer paso es el cálculo de los r.m.s. valor total de corriente I, 1.0410 en este caso, después de lo cual los cuadrados de los valores proporcionales de cada corriente armónica se pueden calcular, que conduce a el valor de K. Para tal carga, un transformador con una calificación de K 9 sería apropiado para un convertidor de seis pulsos.

1.2 Cálculo del factor K

El primer paso en el establecimiento de factor de K (Mesa 2) es descubrir el valor de e, la proporción de pérdida de corriente de Foucault a la pérdida de carga total a la frecuencia fundamental. El fabricante del transformador debe ser capaz de proporcionar esta, de lo contrario es probable que se encuentre en el rango de 0.05 a 0.1. El exponente q depende críticamente de la construcción del transformador y también debe estar disponible desde el fabricante. Es probable que se encuentre en el rango 1.5 a 1.7. Al igual que antes, los cálculos se basan en los valores teóricos de la figura 1. En la práctica, necesitaría el transformador debe reducir a 84.75 % (1/1.18) de la potencia nominal cuando se suministra un convertidor de seis pulsos.

2.0 CABLES reducción de potencia

Como se describe en la sección 6.2, la amplitud de la corriente en el punto muerto debido a la tercera armónica podría superar en la amplitud de la corriente de fase en la frecuencia fundamental. En este caso la corriente de neutro debe ser considerado en relación con el dimensionamiento de los cables del circuito. Este ejemplo está relacionado con un edificio de oficinas donde han sido cuatro espectros armónicos diferente usado para evaluar el tamaño del cable para ser instalado.

El sistema es un circuito de tres fases con un 32 A la carga nominal a instalar usando un cable de cuatro hilos con aislamiento EPR coloca directamente sobre la pared.

2.1 Escenarios

Estos son los siguientes:

1. Ausencia de armónicos. Para esta corriente, es una práctica común el uso de un cable conductor de cobre con un 4 mm² sección transversal, con una capacidad de 35 La [5] .
2. Un valor de 22 % de la armónica de tercer orden (Figura 2). En este espectro de la corriente de neutro voy a ser_N = 32·0,22·3 = 21,1A, Yo_N <Yo_F, por lo que el valor se selecciona sobre la base de la línea actual. La aplicación de un 0.86 factor de reducción (Mesa 12), la corriente de carga es equivalente 32/0,86 = 37,2 A. Para este valor de la sección hasa6mm cable² sección transversal, con una capacidad de 44 La [5].

Para un valor de 42 % de la armónica de tercer orden (Figura 3), Yo_N = 32·0,42·3=40.3A, Yo_N >Yo_F, por lo que el valor se selecciona sobre la base de la corriente de neutro. La aplicación de un 0.86 factor de reducción, la corriente de carga es equivalente a 40,3 / 0,86 = 46,9 A. Para este valor de la sección del cable tiene un 10 mm² sección transversal con una capacidad de 60A [5].

Figura C7.4 forma de onda de corriente y su espectro

3. De tercer orden, ambiente armónico rico, como en la figura 4. La corriente del neutro será I_n= 32·1.31·3 = 125.76A, Yo_n>Yo_F, por lo que el valor se selecciona sobre la base de la corriente de neutro. La aplicación de un factor de reducción igual a 1, la corriente de carga es equivalente 125.76/1 = 125,67 La. Para este valor de la sección del cable tiene un 35 mm² sección transversal, con una capacidad de 128 La [5].

3.0 ARMÓNICA FUENTE UBICACIÓN

En el caso de una distorsión significativa de la tensión de la red de suministro en el PCC entre el cliente y el proveedor de electricidad, la fuente de perturbación se debe colocar. Esto llega a ser de particular importancia en la formulación de los contratos de suministro de energía eléctrica o de carga por empeoramiento de la calidad de la determinación supply.Inmanycasesalsoaquantitative del proveedor y del cliente(s) Se requiere contribución a la distorsión de tensión total en el PCC.

El método práctico más común para la localización de fuentes de armónicos se basa en la determinación de las dirección del flujo de potencia activa de armónicos dados, aunque muchos autores señalan sus limitaciones y proponer otros métodos (investigación de la dirección del flujo de potencia reactiva y la "impedancia crítico ', inyección interarmónico, la determinación de los valores relativos de tensión y corriente, etc. [34],[35]). En la mayoría de los casos, estos métodos, aparte de su complejidad técnica, requieren información precisa sobre los valores de los parámetros equivalentes del sistema analizado, que son de difícil acceso, o sólo puede obtenerse como resultado de las mediciones costosas.

De acuerdo con la dirección del flujo de potencia activa método, la fuente dominante de un armónico dado (de orden n) puede ser localizado mediante la determinación de la dirección de este flujo de potencia activa de armónicos en varios puntos del sistema (Figura 5). Un valor distinto de cero de P_(n) = U_(n)Yo_(n) cos(Ø'i_usted(n)-Ø'i_yo(n))es el efecto de la interacción de la tensión y la corriente con la misma frecuencia. Una carga lineal suministrado con tensión distorsionada obtiene la energía activa para cada armónico: P_(n) ≥ 0. Si existen elementos no lineales en el lado del cliente, la potencia activa para someharmonicscan besuppliedtothenetwork: P_(n)<0. Thesignof P_(n) canbedetermined por medio de la medición de los ángulos de fase de la tensión y la corriente del mismo orden: Ø'i_usted(n)y ø'i(n)^.

El principio de este método se explica en el ejemplo de un circuito monofásico, se muestra en la Tabla 4 (la fuente de tensión de alimentación es de U_S, La_S), donde la carga no lineal es el controlador de potencia por tiristores (Tyr 1, Tyr2, resistencia R_ONL, inductancia L_ONL), que es la fuente de corrientes armónicas de orden n = 2k ± 1 = 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, (for k = 1,2,3,…). Hay casos, distinguido por ubicación de la fuente de distorsión de voltaje, se analizan para el controlador de encendido situado: (yo) aguas arriba de la PCC, (ii) aguas abajo de la PCC, y (iii) fuentes de armónicos en ambos lados de la PCC

 

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