UNIVERSIDAD NACIONAL DE MISIONES FACULTAD DE INGENIERÍA MAESTRÍA EN INGENIERÍA DE LA ENERGÍA Caracterización de Inyección Armónica y Cálculo de Pérdidas Técnicas en Redes de Distribución de la Ciudad de Encarnación (Paraguay) Alumno: Oscar Trochez Tutor : Prof. Dr. Mario O. Oliveira Descripción del Problema Existe un incremento de la cantidad de cargas no lineales en las residencias, los comercios y la industria Dispositivos que contengan electrónica de potencia son fuentes de inyección de armónicos En la industria variadores de velocidad, arrancadores suaves, automatización, conmutadores , etc Residencias y comercios cargas no lineales Lámparas CFL , LED, acondicionadores de aire, una gama de equipos electrónicos de uso habitual ,rectificadores, elevadores, hornos de arco . Una tension senoidal aplicada a una impedancia no lineal la respuesta es una corriente de varias frecuencias o sea armónicos La inyección de armónicos en redes de distribución produce perdidas tecnicas Aumento de pérdidas en nucleos ferromagneticos, aparicion de frecuencias altas afecta funcionamiento de interruptores, fusibles, reles de proteccion , control Perdidas tecnicas de 20 %, de éste valor un 27 % se puede atribuir a armonicos. En general Aumento de pérdidas de potencia Sobretensiones Daños a dielectricos Disminucion de vida util Los transformadores abastecen residencies, reciben inyeccion de armonicos de las cargas no lineales Al aumento de temperatura por carga se agrega el aporte de corrientes armonicas , afecta la vida util del transformador . En el futuro se espera mas inyeccion por uso de energias renovables en redes de BT , solar o elica y dispositivos de carga de vehiculos electricos. Estado del Arte En la década 1970 llama la atención la aparición de armónicos en conversores electronicos de potencia, en 1980 aparecen circuitos integrados, computadoras , En 1990 comienzan trabajos de distorsion armonica en residencies, por uso masivo lamparas CLF y otros dipositivos electronicos, primeras simulaciones para medir THD(Total Harmonic Distortion) Se determina por medicion de inyeccion Transformadores de distribucion aumento de corrientes de Foucault y parasitas , sobrecarga en conductores neutros. Las normas de referencia Standard IEEE 519-2014 Normas IEC 61000 3-2 Anexo ENRE 99/97 Existen 20.561 trabajos sobre armónicos, de éstos 836 son de redes de distribucion BT En la actualidad , ultimos trabajos Assessment of the harmonic distortion in residential distribution networks: literature review - Caicedo, J. E., Romero, A. A., Zini, H. C. (2017) El trabajo analiza el hecho que la distorsión armónica en redes de distribución está aumentando debido a la penetración de múltiples cargas no lineales, incluyendo tecnologías modernas como los vehículos eléctricos y las lámparas de alta eficiencia energética A Benchmark Test System to Evaluate Methods of Harmonic Contribution Determination-Papič I., Matvoz D., Špelko A., Xu W., Wang Y., Mueller D., Miller C., Ribeiro P. F., Langella R., Testa A. (2018) Se presenta una metodología para determinar la contribución de una instalación a las distorsiones armónicas medidas en el PCC (Punto Comun de Acoplamiento) Benchmarking Aspects of Power Quality of a Municipal Residential Network against International Standards - Fritz W., Kallis D. (2017) Muestra la influencia de las cargas domésticas sobre la distorsión en redes eléctricas de distribución residencial, revisando las categorías de estas cargas como fuente de armónicos Review of harmonic analysis, modeling and mitigation techniques - Kalair A., Abasb N., Kalairc A. R., Saleemd Z., Khana N. (2017) Se describe un análisis de armónicos y sus fuentes para modelar cargas no lineales, utilizando analizadores de armónicos para medir armónicos en sistemas reales para evaluar alternativas de mitigación A Voltage-Only Method for Assessing Harmonic Contribution from a Customer Installation - Špelko A., Papič I.,Djokic S. Z. (2018) Presenta un método simple de planificación para evaluar la contribución armónica de la tensión total de una instalación en el punto PCC Power Quality Improvement by Custom Power Devices- A Review Pradeep K., Ritula T., Lini M. (2017) Además de las tecnologías de filtrado que se usan, se exponen nuevos métodos basados en electrónica de potencia que se conocen como dispositivos de potencia personalizados utilizados en sistemas de distribución para mitigar problemas de calidad de energía Harmonic Elimination in Three Phase System by Means of Hybrid Active Filter- Bhargav R. G., Sanjay R. V. (2018) En este proyecto se utiliza un filtro de potencia híbrido que es una combinación de filtro activo en serie y filtro pasivo de derivación. Se presenta la estrategia de control para controlar el filtro de tal manera que se reduzcan los armónicos y se muestran los resultados. Experimental Mitigation Techniques to reduce the Total Harmonic Distortion of Low Voltage Non- Linear Power Sources - Ciufu L., Popescu C. L., Popescu M. O.(2017) Este artículo expone un análisis experimental de una serie de pruebas de técnicas de mitigación, como filtros de choque AC, pasivos o activos. Los resultados demuestran la efectividad de cada método probado y encuentra que la asociación de filtros activos y filtros pasivos sintonizados, conocidos también como filtros híbridos, como la mejor solución de filtrado para reducir el nivel de THD en baja tensión Estudiar la calidad y las pérdidas producidas por las armónicas en el suministro de energía eléctrica a una red de distribución que abastece cargas residenciales y comerciales. Objetivo general Objetivos específicos Identificar las fuentes de producción de armónicos en la red de distribución Realizar mediciones de la distorsión armónica de tensión y corriente en las residencias y comercios Caracterizar las armónicas y su efecto en la red de distribución Cuantificar las pérdidas técnicas producidas por las armónicas Estudiar las soluciones posibles al impacto de las armónicas en la red Simular el comportamiento del efecto de las armónicas para diferentes situaciones Actividades a)Revisión de la bibliografía actualizada, estudios de casos y normativas sobre las armónicas en redes de distribución, y su evolución a nivel global y regional. b)Definir la zona, las residencias y los comercios donde realizar las mediciones de las cargas. Efectuar las mediciones en los lugares seleccionados y en el transformador de distribución que abastece las cargas. c)Procesar la información utilizando técnicas de análisis de armónicos para obtener gráficos de la formas de ondas y espectros de armónicos. d)Realización de los cálculos de pérdidas técnicas, identificando las pérdidas por la distorsión de armónicos. e)Disponer de un software o un programa para realizar simulaciones f)Con los resultados obtenidos se plantean las soluciones `posibles y su implementación g)En base a los resultados se establecen las discusiones y las conclusiones. h)La redacción de la tesis comienza según el cronograma iLa defensa de la tesis se realiza al finalizar el Plan de Trabajo. Cronograma de actividades Tarea Trimestre Año 2019 1 2 Año 2020 3 a b c d e f g h i La duración del cronograma es la siguiente: Fecha inicio : 01/04/2019 Fecha de finalización : 30/06/2020 4 1 2 3 4 Recursos FI-UNaM – Laboratorios , equipamiento, instrumentos de medición, analizadores de redes, analizadores de espectros,osciloscopios, software de simulación. FI-UNI , analizadores de redes e instrumentos de medición de laboratorio (Encarnación – Paraguay) Colaboración de ANDE (Administración Nacional de Electricidad) suministradora de la energía Orientación del Director de Tesis Biblioteca Regional Oberá FI-UNaM Biblioteca Electrónica FI-UNaM –IEEE Xplore Digital Library Biblioteca Electrónica CICCO –Centro de Informacion Cientifica CONACYT Publicaciones Google Scholar Bibliografia [1] Shah N. Harmonics in power systems causes. Eff Control (2013) [2] Ghorbani MJ, Mokhtari H. Impact of harmonics on power quality and losses in power distribution systems. 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