¿Sabías que los armónicos pueden tener un impacto significativo en el rendimiento de los condensadores? En este artículo, exploraremos los efectos de los armónicos en los condensadores y cómo afectan su funcionamiento. Descubriremos cómo la interacción de los armónicos con los capacitores puede causar problemas como calentamiento excesivo, reducción de su vida útil y pérdida de eficiencia energética. ¡No te pierdas este interesante análisis sobre la relación entre los armónicos y los capacitores!
lo adverso Efectos de los armónicos en los condensadores comprende resonancia en serie y en paralelo, calentamiento, sobrecarga, pérdida dieléctrica aumentada. Los armónicos también causan un problema severo de resonancia que puede causar daños extensos. En esta publicación, discutiremos el efecto adverso de los armónicos en los capacitores. Además, discutiremos el fenómeno de serie y resonancia asociado con la operación de capacitores en una red rica en armónicos.
Los capacitores son ampliamente utilizados en la red eléctrica para la corrección del factor de potencia. Las cargas eléctricas como el motor de inducción, el horno eléctrico consumen energía reactiva para su funcionamiento. La corriente reactiva no contribuye para el trabajo útil, aumenta las pérdidas de línea en la red eléctrica. Las baterías de condensadores se instalan para compensar la potencia reactiva. La corriente neta, por lo tanto, se reduce a medida que los kVAr capacitivos de los bancos de capacitores anulan los kVAr reactivos,
Los capacitores junto con los elementos del sistema de potencia que son de naturaleza inductiva afectan la impedancia del sistema de dos maneras.
Los variadores de frecuencia, los sistemas de recuperación de energía de deslizamiento, los arrancadores suaves, los variadores de CC extraen corriente no lineal de la fuente de suministro y se generan armónicos en el sistema. El funcionamiento de los bancos de condensadores en un entorno rico en armónicos puede verse afectado negativamente.
La resonancia entre la inductancia del transformador y la capacitancia de los bancos de condensadores puede ocurrir en ciertas frecuencias armónicas. El condensador no genera armónicos, sin embargo, el condensador puede aumentar la corriente armónica en condiciones de resonancia.
Los capacitores junto con los elementos del sistema de potencia que son de naturaleza inductiva afectan la impedancia del sistema de dos maneras.
Efecto de los armónicos en los condensadores: resonancia en serie y en paralelo
A. Serie de resonancia
El circuito resonante en serie está formado por una combinación de reactancia reactiva y capacitiva.
La reactancia del inductor es proporcional a la frecuencia y la reactancia aumenta con el aumento de la frecuencia.
La reactancia del condensador es inversamente proporcional a la frecuencia y la reactancia disminuye al aumentar la frecuencia.
Cuando el inductor y el capacitor están conectados en serie, la impedancia total del circuito con frecuencia es como se muestra a continuación.
Del gráfico anterior, está claro que a la frecuencia resonante la impedancia del circuito se reduce a un valor mínimo. La corriente aumenta anormalmente debido a la baja impedancia a la frecuencia resonante. La reactancia del devanado primario del transformador y el capacitor conectado al devanado secundario actúa como un circuito resonante en serie y proporciona una ruta de baja impedancia para la corriente armónica cuya frecuencia está cerca de la frecuencia de resonancia
Por lo tanto, el circuito ofrece una impedancia muy baja a la frecuencia de resonancia, lo que da como resultado un aumento múltiple de la corriente.
B. Resonancia paralela
El circuito resonante paralelo está formado por una combinación de reactancia reactiva y capacitiva conectada en paralelo.
El lado de baja tensión del transformador junto con el condensador de corrección del factor de potencia se comporta como un circuito resonante paralelo a la frecuencia resonante. La impedancia ofrecida es muy alta, por lo que la corriente armónica provoca una mayor caída armónica que puede ir acompañada de una distorsión de la fundamental. Los transformadores y condensadores se cargan adicionalmente.
En condiciones resonantes, el condensador consume una corriente excesiva y aumenta la corriente armónica. La fusión de fusibles y/o la falla de los bancos de capacitores es el síntoma del fenómeno de resonancia armónica. El capacitor consume demasiada corriente y eleva el voltaje del sistema bajo resonancia. Los filtros desafinados son la solución para evitar resonancias en la red eléctrica.
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La corriente armónica se amplifica bajo el fenómeno de resonancia. El ejemplo ilustrativo es el que se da a continuación.
Efecto de los armónicos en los condensadores: ejemplo ilustrativo
¿Cómo calcular el punto de resonancia en una red eléctrica?
Punto de resonancia:
Para establecer la frecuencia de resonancia del sistema junto con el banco de capacitores generalmente se utilizan técnicas de modelado por computadora. Sin embargo, para un cálculo aproximado se puede utilizar la siguiente fórmula.
FR = 50 √ ( KVACAROLINA DEL SUR / KVARC )
Dónde,
fR = Frecuencia de resonancia
KVACarolina del Sur = Nivel de cortocircuito del sistema en el punto de corrección
KVARC = Clasificación KVAR del banco de condensadores
Cortocircuito MVA
= 15/0,1
MVAsc= 150 MVA
Frecuencia de resonancia
FR = 50 √ ( KVACAROLINA DEL SUR / KVARC )
= 50 √ ( 150000 /1000 )
FR = 612 Hz
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