Estudio de pérdidas producidas por armómicas en redes de distribución en baja tensión de Chilectra S. A.

Incluye anexos

Tesis (Ing. Electricista) -- Profs. guías: Sergio Fuentes, Nelson Leiva; prof. corref. : Luigi Sciaccaluga Nordenflycht

La explosiva masificación de cargas no lineales monofásicas ocurrida en la actualidad producto de los avances de la electrónica, ha hecho que las redes de distribución de Chilectra y en general de todas las empresas distribuidoras, se encuentren altamente contaminadas por las armónicas inyectadas por dichas cargas, siendo las "triplens" (armónicas múltiplos impares de la tercera) las que presentan los niveles más preocupantes. Si se utiliza la descomposición en componentes simétricas planteada por Fortescue y se aplica a las distintas armónicas, se obtendrá que las "triplens" están constituidas principalmente por componentes de secuencia cero. Dichas componentes, las cuales por definición están en fase, se suman aritméticamente en el conductor neutro, registrándose en éste graves sobrecargas que producen, entre otras cosas, sobrecalentamientos, aumento en las pérdidas, probables riesgos de incendios y niveles peligrosos de ruido de modo común. Lo cierto es que junto con el aumento de pérdidas, el degradamiento del factor de potencia viene a ser uno de los efectos más importantes y que reviste mayor preocupación. Justamente así lo han podido comprobar aquellos clientes cuyas instalaciones cuentan con un gran número de cargas no lineales, como por ejemplo los edificios de oficinas, que mes a mes deben pagar grandes sumas de dinero en multas por bajo factor de potencia. La verdad es que los dañinos efectos que producen las armónicas en las redes eléctricas, no son problemas aislados que afecten sólo a clientes con gran número de cargas no lineales en sus instalaciones, sino que debido a la propagación de las mismas, ya sea desde los mencionados consumidores o bien desde grupos de pequeños clientes del sector residencial, las redes de distribución de las distintas empresas distribuidoras están sufriendo un aumento en las pérdidas tanto de sus líneas como transformadores, lo que a su vez está afectando el comportamiento global del sistema, provocando un deterioro en la calidad del producto técnico. Durante el desarrollo de este trabajo, se efectuó mediciones en terreno de armónicas en instalaciones con alto contenido de cargas no lineales, en donde se pudo comprobar todos los problemas hasta acá mencionados. Finalmente, se revisó los distintos métodos existentes para la mitigación de los efectos producidos por las armónicas, destacándose la aplicación de un autotransformador conexión zig-zag en paralelo con la carga, como un medio económico, efectivo y sencillo para bloquear las componentes de secuencia cero de las mismas. La efectividad de dicho dispositivo fue comprobada mediante simulación computacional y los beneficios económicos que conlleva su implementación, fueron demostrados mediante la aplicación en un caso real.

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