Fuentes de perturbaciones en las redes eléctricas
armónicas
Los armónicos superiores (múltiplos) son tensiones o corrientes sinusoidales cuya frecuencia difiere de la frecuencia fundamental un número entero de veces.
Las distorsiones armónicas de tensiones y corrientes se producen por la presencia de elementos o equipos en las redes con una característica corriente-tensión no lineal. Las principales fuentes de interferencia armónica son convertidores y rectificadores, hornos de inducción y de arco, lámparas fluorescentes. Los televisores son las fuentes más frecuentes de interferencia armónica en los equipos domésticos. Los equipos del sistema de potencia también pueden crear un cierto nivel de perturbaciones armónicas: máquinas rotativas, transformadores. Como regla, sin embargo, estas fuentes no son las principales.
Las principales fuentes de armónicos múltiples son: convertidores de frecuencia estáticos, cicloconvertidores, motores asíncronos, máquinas de soldar, hornos de arco, sistemas de control de corriente de frecuencia superpuesta.
Los convertidores de frecuencia estáticos constan de un rectificador de CA a CC y un convertidor de CC a CA con la frecuencia requerida.El voltaje de CC es modulado por la frecuencia de salida del convertidor, lo que da como resultado la aparición de múltiples armónicos en la corriente de entrada.
Los convertidores de frecuencia estáticos se utilizan principalmente para motores de velocidad variable, cuya aplicación se está desarrollando rápidamente. Los motores con una capacidad de hasta varias decenas de kilovatios se conectan directamente a las redes de baja tensión, los más potentes a las redes de media tensión a través de sus propios transformadores. Existen varios esquemas de implementación de convertidores de frecuencia estáticos con diferentes características. Las frecuencias de los armónicos múltiples dependen de la frecuencia de salida y la frecuencia de pulso del convertidor. También se utilizan convertidores similares para hornos que funcionan a frecuencias medias.
Los cicloconvertidores son convertidores trifásicos de alta potencia (varios megavatios) que convierten la corriente trifásica de la frecuencia original en corriente trifásica o monofásica a una frecuencia reducida (normalmente menos de 15 Hz), utilizados para alimentar motores de baja velocidad. , motores de alta potencia. Constan de dos rectificadores controlables que conducen la corriente alternativamente en un sentido o en el otro. Los cicloconvertidores se utilizan en casos muy raros. Las corrientes interarmónicas alcanzan el 8-10% de la corriente de frecuencia fundamental. Debido a la alta potencia de los cicloconvertidores, se conectan a redes con alta potencia de cortocircuito, por lo que las tensiones interarmónicas son bajas. Las mediciones realizadas en dos instalaciones de este tipo en Suiza mostraron que sus valores en redes de 50 y 220 kV no superaban el 0,1% de la tensión nominal.
Los motores de inducción pueden, en algunos casos, generar interarmónicos debido al espacio entre el estator y el rotor, especialmente cuando se combinan con la saturación de acero. A la velocidad normal del rotor, las frecuencias interarmónicas están en el rango de 500 a 2000 Hz, pero cuando se arranca el motor, "pasan" por todo el rango de frecuencia hasta el valor de estado estable. La interferencia de los motores puede ser significativa cuando se instala al final de una línea larga de baja tensión (más de 1 km). En estos casos se midieron interarmónicos de hasta el 1%.
Las máquinas de soldar y los hornos de arco eléctrico generan un amplio y continuo espectro de armónicos. frecuencias de armónicos e interarmónicos generados por el equipo convertidor.
Desviación de voltaje
Las desviaciones de voltaje son causadas por cambios en la carga del consumidor durante el día y la operación correspondiente de los dispositivos reguladores de voltaje (transformadores con interruptores de carga).
Fluctuaciones de voltaje
Las fluctuaciones de voltaje son una serie de cambios aleatorios o aleatorios. cíclico.
Las fluctuaciones de voltaje son causadas por la operación de receptores eléctricos con una naturaleza de consumo de energía muy variable y ocurren durante la operación de los siguientes equipos: máquinas de soldadura y soldadura por arco, trenes de laminación, motores potentes con carga variable, hornos de arco eléctrico para la producción de acero. También pueden ocurrir cambios repentinos en el voltaje al cambiar cargas y equipos eléctricos (por ejemplo, bancos de capacitores).
Caídas de voltaje a corto plazo
Los huecos de tensión de corta duración son caídas de tensión inesperadas con su recuperación después de un intervalo de tiempo de varios periodos de frecuencia fundamental a varios grados eléctricos.
Las caídas de voltaje a corto plazo son causadas por procesos de conmutación en los sistemas de potencia asociados con cortocircuitos, así como por el arranque de motores potentes. No se puede eliminar una cierta cantidad de tales fallas causadas por la operación de la automatización de los sistemas de energía para eliminar los cortocircuitos, y los usuarios deben tener este hecho en cuenta.
pulsos de voltaje
Las fuentes de pulsos de voltaje son operaciones de conmutación en redes, sistemas de energía y tormentas eléctricas.
Desequilibrio de un sistema de tensión trifásico
La asimetría de un sistema trifásico de tensión se produce si las tensiones de fase o de fase no son iguales en amplitud o el ángulo de desplazamiento entre ellas no es igual a 120 el. granizo.
La asimetría del sistema trifásico de tensión puede ser ocasionada por tres motivos: la asimetría de los parámetros de las líneas aéreas por falta de transposición de hilos o por el uso de ciclos de transposición prolongados. Este factor se manifiesta principalmente en líneas de alta tensión; desigualdad de cargas de fase debido a su distribución desigual entre fases (asimetría del sistema) o no simultaneidad de su operación (asimetría de probabilidad); — modos de líneas eléctricas sin fases (después de la interrupción de una de las fases debido a daños).
El grado de desequilibrio de voltaje causado por la asimetría de los parámetros de la línea eléctrica suele ser pequeño (hasta 1%).La asimetría más significativa ocurre cuando las líneas eléctricas operan en modos de fase incompleta, pero tales modos son muy raros. Por lo tanto, la principal causa más común de desequilibrio es la carga de la red.
En las redes industriales, las fuentes de asimetría pueden ser: cargas monofásicas potentes, hornos de fusión y calentamiento por inducción, unidades de soldadura, hornos de fusión por electroescoria; receptores eléctricos trifásicos que funcionan en modo asimétrico durante mucho tiempo, hornos de acero de arco eléctrico.
Desviación de frecuencia
Las desviaciones de frecuencia ocurren debido a un desajuste entre la potencia de los generadores que generan electricidad y la carga consumida. Cuando la potencia del generador excede la potencia de la carga, la velocidad del generador aumenta y la frecuencia aumenta proporcionalmente. La potencia consumida por la carga también aumenta; a un determinado valor de frecuencia, se produce un equilibrio entre la potencia generada y la consumida. Se observa un patrón similar de reducción de frecuencia si la potencia de la carga excede la potencia del generador.