Desarrollo y aplicación de metodología para la estimación de reducción de potencia en transformadores que alimentan cargas no lineales

Abstract

El uso de la energía eléctrica hoy en día es imprescindible en el desarrollo de una sociedad, en los últimos años el Perú según el BCRP (Banco Central de Reserva del Perú) y el MEF (Ministerio de Economía y Finanzas) ha venido creciendo sostenidamente a un ritmo de 5% a 6% en los últimos 4 años en el aspecto económico, reflejándose también en el aspecto energético, es así que en los últimos 5 años según el Ministerio de Energía y Minas (MINEM) el nivel de demanda de energía eléctrica ha tenido un ritmo de crecimiento del 8% anual. Este crecimiento de la demanda, sumado al desarrollo y utilización de nuevas tecnologías que permiten mejorar el control de procesos, mayor eficiencia o por reemplazo de equipos obsoletos, se realiza principalmente con equipos electrónicos y de electrónica de potencia, los cuales general contaminación armónica imito de tensión como de comente. Estas cargas, también son llamadas cargas no lineales porque modifican la forma de onda de la que se alimentan, producen efectos de sobrecalentamiento adicional en los transformadores y por lo tanto la capacidad de potencia no es la misma en comparación que si el transformador alimente a cargas lineales - cargas que no modifican la forma de onda de la cual se alimentan - es decir la capacidad aprovechable sin reducir la vida útil del transformador disminuye. Cabe señalar que para el diseño de transformadores nuevos que alimentan a este tipo de cargas también se debe considerar este efecto, en el presente informe se desarrolla los modelos matemáticos y metodologías para su análisis. El presente informe se ha organizado en los siguientes capítulos: Capítulo I: “Planteamiento de ingeniería del problema”, en donde se explica el problema de ingeniería y se precisan los objetivos y alcances del informe. Capítulo II ‘‘Marco Teórico”, en donde se exponen las bases teóricas y conceptuales más importantes de amónicos, normatividad relacionada y equipos analizadores de redes para la comprensión de la metodología desarrollada. Capítulo III “Efecto de los armónicos en los Transformadores”, en donde se desarrolla los conceptos de pérdidas en transformadores, tanto bajo carga como en vacío y donde se indican los efectos que tienen las corrientes armónicas en el incremento de estas pérdidas y sus efectos en los transformadores. Capítulo IV “Determinación de la reducción de Potencia en Transformadores”, en donde se desarrolla las metodologías de las normas de referencia, tomando en cuenta parámetros de diseño del transformador, parámetros registrados por analizadores de redes, para la estimación de la reducción de potencia en los transformadores que alimentan a cargas no lineales. Capítulo V “Análisis y presentación de Resultados”, en donde se muestran los resultados de la aplicación de la metodología a casos reales.