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Tema: “Análisis de Armónicas”. I. OBJETIVOS. Que el estudiante:

Determine por medio de ETAP como descubrir frecuencias resonantes dentro de un sistema de potencia.

Verifique la magnitud de la distorsión armónica.

Determine los diferentes tipos de armónicos existentes en los sistemas de potencia

Analizar las graficas de Magnitud y ángulo de la Impedancia II. INTRODUCCIÓN. Idealmente, las formas de onda de voltaje y corriente son perfectamente sinusoides. Sin embargo, debido a la utilización de cargas eléctricas no lineales, de dispositivos electrónicos, y en general al uso de equipos que necesiten realizar conmutaciones en su operación normal estas formas de onda a menudo llegan a deformarse. Las corrientes armónicas, son el resultado de cargas no lineales que demandan una forma de onda de corriente diferente a la forma de onda aplicada.

Equipos tales como computadoras, alumbrado electrónico, equipo de soldadura, cargadores de baterías, UPS’s, convertidores de potencia (AC a DC), son generatrices de corrientes armónicas, que en combinación con las impedancias de la fuente, producen distorsión de los voltajes de la línea.

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Los armónicos se definen habitualmente con los dos datos:

Su amplitud: hace referencia al valor de la tensión o intensidad del armónico,

Su orden: hace referencia al valor de su frecuencia referido a la fundamental (60 Hz). Así, un armónico de orden 3 tiene una frecuencia 3 veces superior a la fundamental

El orden el armónico, también referido como el rango del armónico, es la razón entre la frecuencia de un armónico y la frecuencia del fundamental:

: Frecuencia del armónico : Frecuencia fundamental (60Hz) : Número de armónica Para cuantificar la distorsión ocasionada, el término “Distorsión Total de Armónicas” es utilizado (THD). Este término expresa la distorsión, como un porcentaje de la componente fundamental (onda pura) de voltaje y corriente La presencia de las señales armónicas, ocasiona que se produzcan: interferencia en las señales de video y telefonía, sobre voltajes en los sistemas de potencia, incremento de la temperatura del dieléctrico de los bancos de capacitores; con la consecuente disminución de su vida útil, daño total o parcial de los bancos de capacitores, distorsión de la forma de onda (calidad), quema de fusibles y deterioro de equipos varios del sistema eléctrico, falsos accionamientos de relés y/o protecciones, influencia en la exactitud de la medición de energía activa, reactiva y factor de potencia, inestabilidad en los sistemas de potencia, incremento de las pérdidas técnicas, excesivo calentamiento en las máquinas rotativas, entre otros. III. EQUIPO DIDÁCTICO.

Cantidad Descripción

1 Ordenador con procesador Pentium III y 512 MB RAM como requisito mínimo

1 ETAP 5.5.6

1 Dispositivo de Almacenamiento externo (USB)

Tabla 1.1 “Materiales y Equipo”

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2 IV. PROCEDIMIENTO. Parte I: “Implementación del Circuito”. Paso 1.Arme el siguiente diagrama

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Network 6

Paso 2.Colocación de los datos de los diferentes componentes

Transformadores

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Power Grid

Motor síncrono

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Motor de Inducción

Generadores

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Baterry

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Charger

Características de los cables Size Length

Cable 7 ICEA Rubber 3/C Cu 300 mm2 100 ft

Cable 8 ICEA Rubber 3/C Cu 4/0 AWG/Kcmil 100 ft

Cable 9 ICEA Rubber 3/C Cu 4/0 AWG/Kcmil 350 ft

Nota: En todos los dispositivos colocar Typical Data, todos los transformadores están en configuración Delta-Delta Paso 3. Cambie el modo de análisis de armónicos haciendo click en el botón Harmonic Analisis en la barra de herramienta Mode.

Paso 4. Abrir Study Case Editor para cambiar las opciones de cálculo para el estudio, dándole click al maletín que dice Prompt

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En la pestaña de Plot seleccionar todos los buses para darle poder graficar los armónicos en los buses Paso 5 Haga click en el botón Run Frequency Scan en la barra de herramientas Harmonic Analysis. Si selecciona Prompt, se le solicitará ingresar un nombre para su informe de salida. Asegúrese de correr Harmonic Frecuency Scan

Paso 6.Colocar un nombre para poder realizar el análisis

Paso 7.Los valores de impedancia calculados en el escaneo de frecuencia se muestran en el OLD. Se puede ajustar Frequency Slider para mostrar el valor de impedancia a diferentes intervalos de frecuencia.

Paso 8. Para observar los resultados gráficos del escaneo de frecuencia haga click en el botón Harmonic Analysis Plots en la barra de herramientas Harmonic Analysis, y luego seleccionando todas las barras previamente elegidas.

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Luego seleccionar Frequency Scan y seleccionar todos los buses, dar un click en Z magnitude, Z angle y en Order

Paso 9. Ejecute un estudio de Harmonic Load Flow. Haga click en el botón Run Harmonic Load Flow en la barra de herramientas Harmonic Analysis.

Paso 10. Obtener las graficas correspondientes Harmonic Load Flow y Harmonic Analysis Plot en el Main Bus, Bus1, Bus2, Bus3 V. DISCUSIÓN DE RESULTADOS. 1. Presentar las graficas obtenidas en el procedimiento y analice que es lo q sucede en las graficas VI. INVESTIGACIÓN COMPLEMENTARIA. 1. ¿Qué tipo de filtros para armónicos existen? 2. ¿Cuáles son los efectos de los armónicos? 3. Nombre un listado de las perturbaciones que generan los armónicos y el comportamiento de ellos. 4. Investiga los siguientes conceptos:

Armónica cero:

Distorsión Armónica:

Índices de distorsión armónica:

Estudio de los armónicos en el dominio de la frecuencia: