interconexión generador distribuido / red de distribución generador sincrónico asincrónico...
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Interconexión Generador Distribuido / Red de Distribución
• Generador
Sincrónico
Asincrónico excitado por estator
Asincrónico doble alimentado
Asincrónico con convertidor
Corriente contínua con convertidor
• Sistema de puesta a tierra
• Convertidor
• Transformador
Generador Sincrónico
Imanes permanentes
Posiciones normales:Estator, arrollamiento de potenciaRotor, excitación.
Efecto de las armónicas en la corriente de carga
• En los sistemas eléctricos tradicionales, las armónicas quedan circunscriptas a los sistemas de distribución.
• La autocompensación y cancelación por la presencia de transformadores, impide su presencia en la generación tradicional (localizada más allá de la transmisión).
• Los generadores distribuídos se conectan a los sistemas contaminados con armónicas.
Armónicos: concepto básico
En los sistemas eléctricos, raramente se presentan la componente contínua y las armónicas pares.
Impedancia del sistema REGULACIÓN
v
iResistor Lineal
Resistor Nolineal
Punto de acoplamiento común
Distorsión de tensión impuesta a otros consumidores
50 Hzn=1
150 Hzn=3
250 Hzn=5
350 Hzn=7
450 Hzn=9
550 Hzn=11
650 Hzn=13
¿Que aparece primero?
Distorsión de corriente Distorsión de tensión
Medición real en acometida de 480 V con grandes variadores de velocidad conectados
Distorsión de tensión en vacío: 4 %; causada por otras cargas.
k
hhrms
rmsVV V
VTHDTDT
2
2
1
1*100
Carga LinealCarga Lineal
Carga LinealCarga Lineal
Carga no LinealCarga no Lineal
Corrientestotal y fundamental
Crecimiento de los Armónicos en el
tiempo (Inglaterra)
Componentes simétricas y armónicos• “Las tensiones o corrientes de un sistema trifásico pueden
descomponerse como la suma de dos sistemas trifasicos, una de secuencia positiva y otro de secuencia negativa, más una componente homopolar”
• Lógicamente esto es también aplicable a los armónicos:
• Donde:• a =-0,5+j0,866=1120,
• y a2=-0,5-j0,866=1240
2
1
0
2
2
1
1
111
I
I
I
aa
aa
I
I
I
c
b
a
012* IAI abc abcIAinvI *)(012 Positivesequence
Negativesequence
ZerosequenceSecuencia
negativa
Secuencia cero
Secuencia positiva
Ver McEachern
Secuencia del tercer armónico(condiciones balanceadas)
0 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01 0.012 0.014 0.016 0.018 0.02 -1
0
1
R
0 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01 0.012 0.014 0.016 0.018 0.02 -1
0
1
S
0 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01 0.012 0.014 0.016 0.018 0.02 -1
0
1
T
FundamentalAzul, Verde, Rojo (AVR)
Armónico en fase
Secuenciacero
Secuencia del quinto armónico (condiciones balanceadas)
0 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01 0.012 0.014 0.016 0.018 0.02 -1
0
1
R
0 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01 0.012 0.014 0.016 0.018 0.02 -1
0
1
S
0 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01 0.012 0.014 0.016 0.018 0.02 -1
0
1
T
0 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01 0.012 0.014 0.016 0.018 0.02 -0.5
0
0.5
FundamentalA V R
Armónico A R V
Secuencia negativa
Secuencia del séptimo armónico (condiciones balanceadas)
0 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01 0.012 0.014 0.016 0.018 0.02 -1
0
1
R
0 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01 0.012 0.014 0.016 0.018 0.02 -1
0
1
S
0 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01 0.012 0.014 0.016 0.018 0.02 -1
0
1
T
0 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01 0.012 0.014 0.016 0.018 0.02 -0.5
0
0.5
FundamentalA V R
Armónico A V R
Secuenciapositiva
Secuencia de los armónicos
h 1 2 3 4 5 6 7
Sec + - 0 + - 0 +
h 8 9 10 11 12 13 14
Sec - 0 + - 0 + -
h 15 16 17 18 19 20 21
Sec 0 + - 0 + - 0
Desbalance¿Existencia de fuentes de secuencia?
¿Existencia de fuentes de armónicas?
¿Existencia de corrientes armónicas?
• Efecto del circuito
• Efecto de la carga
• Efecto del desbalance
DesbalancesMÁQUINA EQUILIBRADA- TENSIONES DESEQUILIBRADAS
debido a cargas desbalanceadasCorrientes del rotor Kv= 1.49 y v = 96.73
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 -2.5
-2
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
2
2.5
Time (sec)
Ir (pu)
Período de valor medio0,42 s; frecuencia 2,4 Hz
En 0,1 s: 9,7 ciclosfrecuencia ≈ 97 Hz
Desbalances
MÁQUINA EQUILIBRADA- TENSIONES DESEQUILIBRADAS
debido a cargas desbalanceadasCorrientes del rotor Kv= 5.37 y v = 90.83
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 -4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
Time (sec)
Ir (pu)
Desbalances
MÁQUINA EQUILIBRADA - TENSIONES DESEQUILIBRADAS
0
20
40
60
80
100
120
0 2 4 6
Unbalance (%)
Dera
tin
g f
acto
r
NEMA 1.25 x d.c. d.c.
Armónicas Triples¿Siempre son homopolares?
DesbalancesCONTROL DE VELOCIDAD DE MOTORES (ASD)
DesbalancesCONTROL DE VELOCIDAD DE MOTORES (ASD)
TENSIONES EQUILIBRADAS
3° 2,1 %5° 65,5 %7° 43,8 %9° 0,6 %11° 9,2 %13° 9,8 %15° 0 %
DesbalancesCONTROL DE VELOCIDAD DE MOTORES (ASD)
0,3% DE DESBALANCE DE LAS TENSIONES
3° 19,2 %5° 85,9 %7° 66,2 %9° 9,8 %11° 37,2 %13° 18,6 %15° 3,2 %
DesbalancesCONTROL DE VELOCIDAD DE MOTORES (ASD)
3,75% DE DESBALANCE DE LAS TENSIONES
3° 83,2 %5° 66,9 %7° 36,8 %9° 21,3 %11° 6,2 %13° 9,8 %15° 4,3 %
Potencia y Armónicos
Tensión: solo componentes de frecuencia fundamental
Corriente: solo componentes de tercera armónica
Potencia: valor medio nulo
T
dttitvT
P0
).().(1
Potencia y ArmónicosTensión: solo componentes de tercera armónica
Corriente: solo componentes de tercera armónica en fase con la tensión
Potencia: valor medio no nulo
Ver McEachernT
dttitvT
P0
).().(1