Ingeniería Eléctrica · 2007
Análisis de resonancia armónica en sistemas eléctrico
El estudio de la resonancia armónica en los sistemas eléctricos se desarrolla en cinco (5) capítulos. En el capitulo 1 se encuentran las definiciones de resonancia armónica y la explicación del fenómeno. También algunas definiciones de la CREG establecidas para mantener la calidad en el sistema eléctrico. En el capitulo 2 se desarrollan los modelos armónicos de distintos elementos de un sistema eléctrico. En el capitulo 3 se encuentra el desarrollo teórico y la explicación de las metodologías seleccionadas para el análisis del fenómeno de resonancia armónica. En el capitulo 4, se desarrollan cada una de las metodologías, y los modelos para realizar simulaciones en el sistema de prueba. Así para finalizar en el capitulo 5 se desarrollan las conclusiones sobre las metodologías más eficientes para el análisis del fenómeno de resonancia armónica.
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Contenido
- CAPITULO 1p. 20
- CONCEPTOS GENERALESp. 20
- ORIGEN DE LOS ARMÓNICOSp. 20
- POR ARMÓNICOS DE CORRIENTE Y TENSIÓNp. 21
- RESONANCIA ARMÓNICAp. 22
- CALIDAD DE LA POTENCIA EN COLOMBIAp. 24
- CAPITULO 2p. 27
- MODELADO DE ELEMENTOSp. 27
- MODELADO DE ELEMENTOS LINEALESp. 27
- MODELADO DE ELEMENTOS NO LINEALESp. 32
- TRANSFORMADORESp. 32
- MODELO TRANSFORMADOR TRIFÁSICOp. 33
- MODELO TRANSFORMADOR MONOFÁSICOp. 34
- LÁMPARAS DE ALUMBRADO PÚBLICOp. 34
- MODELADO DE MÁQUINAS ROTATIVASp. 36
- EQUIVALENTE DE REDp. 36
- GENERADORESp. 38
- GENERADORES SÍNCRONOSp. 38
- MODELADO DE CARGASp. 39
- MODELADO DE COMPENSADORESp. 41
- CONDENSADORESp. 41
- RECTIFICADORESp. 42
- RECTIFICADOR MONOFÁSICOp. 43
- DE 6 PULSOSp. 44
- RECTIFICADOR TRIFÁSICO DE 12 PULSOSp. 46
- CAPITULO 3p. 48
- METODOLOGÍAS PARA ANALIZAR LA RESONANCIA ARMÓNICAp. 48
- BARRIDO EN FRECUENCIAp. 48
- ANÁLISIS MODALp. 50
- AUTOVALORES Y AUTOVECTORESp. 50
- ANÁLISIS MODAL PARA LA RESONANCIA ARMÓNICAp. 53
- GUÍA GRAFICAp. 57
- CASO DE UNA COMPONENTE ARMÓNICA SIMPLEp. 66
- CASO DE MÚLTIPLES COMPONENTES ARMÓNICOSp. 67
- SIMULACIONES Y ANÁLISIS DE RESULTADOSp. 72
- SISTEMA DE PRUEBA 1p. 72
- FLUJO DE CARGA ARMÓNICOp. 74
- METODOLOGÍA DE BARRIDO EN FRECUENCIAp. 75
- IMPEDANCIAS PROPIASp. 75
- IMPEDANCIAS MUTUAS DEL SISTEMAp. 82
- METODOLOGÍA ANÁLISIS MODALp. 89
- GUÍA PRÁCTICAp. 99
- SISTEMA DE PRUEBA 2p. 105
- FLUJO DE CARGA ARMÓNICOp. 74
- METODOLOGÍA DE BARRIDO EN FRECUENCIAp. 75
- IMPEDANCIAS PROPIASp. 75
- IMPEDANCIAS MUTUAS DEL SISTEMAp. 82
- METODOLOGÍA ANÁLISIS MODALp. 89
- GUÍA PRÁCTICAp. 99
- ……………………………………………………………………p. 136
- CAPITULO 5p. 141
- CONCLUSIONESp. 141
- CAPITULO 5p. 141
- ANEXOSp. 147
- ANEXO 1p. 97
- METODOLOGIA DE BARRIDO EN FRECUENCIAp. 147
- IMPEDANCIAS PROPIASp. 75
- IMPEDANCIAS MUTUAS DEL SISTEMAp. 82
- METODOLOGIA DE ANÁLISIS MODALp. 175
- METODOLOGIA GUIA PRÁCTICAp. 183
- ANEXO 2p. 202
- FLUJO DE CARGA ARMONICOp. 202
- METODOLOGIA DE BARRIDO EN FRECUENCIAp. 147
- IMPEDANCIAS PROPIASp. 75
- ANEXO 3p. 221
- Figura 1. Circuito equivalente de resonancia seriep. 23
- Figura 2. Circuito equivalente de resonancia paralelop. 23
- Figura 3. Resonancia serie y resonancia paralelop. 23
- Figura 4. Modelo de línea cortap. 28
- Figura 5. Modelo PI de la línea largap. 31
- Figura 6. Modelo transformador trifásicop. 33
- Figura 7. Modelo Transformador Monofásicop. 34
- Figura 8. Modelo de alumbrado públicop. 35
- Figura 9. Equivalente de red del sistema de distribuciónp. 37
- Figura 10 . Modelo del generador síncronop. 39
- Figura 11. Modelos de cargas. Modelo 1 y Modelo 2p. 40
- Figura 12. Modelos simplificados del condensadorp. 42
- Figura 13. Modelo del Rectificador Monofásicop. 43
- Figura 14. Rectificador Trifásico no controlado con filtro capacitivop. 44
- Figura 15. Rectificador trifásico de 12 pulsosp. 47
- Figura 16. Diagrama de barrido de frecuenciap. 49
- condensadorp. 42
- Figura 18. Gráfico para Slímite, Vpico, Vrms, Irmsp. 66
- Figura 19. Diagrama para el 3 orden armónico en la región segurap. 69
- Figura 20. Diagrama para el 3 y 5 orden armónico en la región segurap. 70
- Figura 21. Diagrama para el 3, 5, 7 orden armónico en la región segurap. 70
- Figura 22. Sistema de prueba 1p. 72
- Figura 23. Impedancia armónica en la barra 1p. 75
- Figura 24. Impedancia armónica en la barra 2p. 76
- Figura 25. Impedancia armónica en la barra 5p. 77
- Figura 26. Impedancia armónica en la barra 11p. 78
- Figura 27. Impedancia armónica en la barra 15p. 79
- Figura 28. Impedancia armónica en la barra 16p. 80
- Figura 29. Impedancia armónica en la barra 3p. 81
- Figura 30. Impedancia armónica en la barra 1 y las impedancias mutuasp. 82
- Figura 31. Impedancia armónica en la barra 2 y las impedancias mutuasp. 84
- Figura 32. Impedancia armónica en la barra 4 y las impedancias mutuasp. 85
- Figura 33. Impedancia armónica en la barra 5 y las impedancias mutuasp. 86
- Figura 34. Impedancia armónica en la barra 11 y las impedancias mutuasp. 87
- Figura 35. Impedancias de barrasp. 92
- Figura 36. Impedancias de barrasp. 93
- Figura 37. Impedancias de barrasp. 94
- Figura 38. Admitancias de barrasp. 98
- Figura 39. Grafico del Límite del Voltaje Picop. 100
- Figura 40. Voltaje Vrms límitep. 101
- Figura 41. Corriente Irms Límitep. 102
- Figura 42. Límite Mínimo para cada orden armónicop. 103
- condensadorp. 42
- Figura 44. Sistema de prueba 2p. 105
- Figura 45. Impedancia armónica en la barra 1p. 109
- Figura 46. Impedancia armónica en la barra 2p. 110
- Figura 47. Impedancia armónica en la barra 3p. 111
- Figura 48. Impedancia armónica en la barra 4p. 112
- Figura 49. Impedancia armónica en la barra 5p. 113
- Figura 50. Impedancia armónica en la barra 10p. 114
- Figura 51. Impedancia armónica en la barra 11p. 115
- Figura 52. Impedancia armónica en la barra 14p. 116
- Figura 53. Impedancia armónica en la barra 15p. 117
- Figura 54. Impedancia armónica en la barra 17p. 118
- Figura 55. Impedancia armónica en la barra 7p. 119
- Figura 56. Impedancia armónica en la barra 7p. 120
- Figura 57. Impedancia armónica en la barra 1 y las impedancias mutuasp. 121
- Figura 58. Impedancia armónica en la barra 2 y las impedancias mutuasp. 122
- Figura 59. Impedancia armónica en la barra 4 y las impedancias mutuasp. 123
- Figura 60. Impedancia armónica en la barra 11 y las impedancias mutuasp. 125
- Figura 61. Impedancias armónicas en las barras 1, 2, 3, 4 y 5p. 129
- Figura 62. Impedancia armónica en la barras 6 y 7p. 130
- Figura 63. Impedancia armónica en la barras 15 y 17p. 131
- Figura 64. Impedancia armónica en la barra 1 y las impedancias mutuasp. 132
- Figura 65. Grafico del Límite del Voltaje Picop. 136
- Figura 66. Voltaje Vrms límitep. 137
- Figura 67. Corriente Irms Límitep. 138
- Figura 68. Límite Mínimo para cada orden armónicop. 139
- condensadorp. 42
- Figura 70. Impedancia armónica en la barra 3p. 148
- Figura 71. Impedancia armónica en la barra 4p. 149
- Figura 72. Impedancia armónica en la barra 6p. 150
- Figura 73. Impedancia armónica en la barra 7p. 151
- Figura 74. Impedancia armónica en la barra 8p. 152
- Figura 75. Impedancia armónica en la barra 9p. 153
- Figura 76. Impedancia armónica en la barra 10p. 154
- Figura 77. Impedancia armónica en la barra 12p. 155
- Figura 78. Impedancia armónica en la barra 13p. 156
- Figura 79. Impedancia armónica en la barra 17p. 157
- Figura 80. Impedancia armónica en la barra 14p. 158
- Figura 81. Impedancia armónica en la barra 1p. 159
- Figura 82. Impedancia armónica en la barra 2p. 160
- Figura 83. Impedancia armónica en la barra 5p. 161
- Figura 84. Impedancia armónica en la barra 11p. 162
- Figura 85. Impedancia armónica en la barra 15p. 164
- Figura 86. Impedancia armónica en la barra 16p. 165
- Figura 87. Impedancia armónica en la barra 3p. 166
- Figura 88. Impedancia armónica en la barra 1 y las impedancias mutuasp. 167
- Figura 89. Impedancia armónica en la barra 2 y las impedancias mutuasp. 169
- Figura 90. Impedancia armónica en la barra 4 y las impedancias mutuasp. 171
- Figura 91. Impedancia armónica en la barra 5 y las impedancias mutuasp. 172
- Figura 92. Impedancia armónica en la barra 11 y las impedancias mutuasp. 173
- Figura 93. Voltaje Pico límitep. 183
- Figura 94. Voltaje Vrms límitep. 184
- Figura 95. Corriente Irms Límitep. 185
- Figura 96. Límite Mínimo para cada orden armónicop. 186
- condensadorp. 42
- Figura 98. Grafico del límite del voltaje picop. 188
- Figura 99. Voltaje Vrms límitep. 189
- Figura 100. Corriente Irms Límitep. 189
- Figura 101. Grafico del Límite Mínimo para cada orden armónicop. 190
- condensadorp. 42
- Figura 103. Voltaje Pico límitep. 193
- Figura 104. Voltaje Vrms límitep. 193
- Figura 105. Grafico de la Corriente Irms Límitep. 194
- Figura 106. Grafico del Límite Mínimo para cada orden armónicop. 195
- condensadorp. 42
- Figura 108. Voltaje pico límitep. 197
- Figura 109. Voltaje Vrms límitep. 198
- Figura 110. Corriente Irms Límitep. 199
- Figura 111. Límite mínimo para cada orden armónicop. 199
- condensadorp. 42
- Figura 113. Impedancia armónica en la barra 1p. 203
- Figura 114. Impedancia armónica en la barra 2p. 204
- Figura 115. Impedancia armónica en la barra 3p. 205
- Figura 116. Impedancia armónica en la barra 4p. 206
- Figura 117. Impedancia armónica en la barra 5p. 207
- Figura 118. Impedancia armónica en la barra 10p. 208
- Figura 119. Impedancia armónica en la barra 11p. 209
- Figura 120. Impedancia armónica en la barra 14p. 210
- Figura 121. Impedancia armónica en la barra 15p. 212
- Figura 122. Impedancia armónica en la barra 17p. 213
- Figura 123. Impedancia armónica en la barra 6p. 214
- Figura 124. Impedancia armónica en la barra 12p. 215
- Figura 125. Impedancia armónica en la barra 16p. 216
- Figura 126. Impedancia armónica en la barra 7p. 217
- Figura 127. Impedancia armónica en la barra 8p. 218
- Figura 129. Impedancia armónica en la barra 9p. 219
- Figura 130. Impedancia armónica en la barra 13p. 220
- Tabla 1. Clasificación de los Niveles de Tensión según CREGp. 25
- Tabla 2. Límites Máximos de Distorsión Total de Tensiónp. 25
- Tabla 3. Coeficientes de efecto pielp. 29
- Tabla 4. Resistencia dc para cables ACSRp. 30
- lámparap. 35
- Tabla 6. Valor límite de Irms, Vrms, Vpico, SLímitep. 61
- Tabla 7. Índice límite para dos armónicosp. 68
- Tabla 8. Valores del flujo de carga armónicop. 74
- Tabla 9. Resonancias armónicas en la barra 1p. 76
- Tabla 10. Resonancias armónicas en la barra 2p. 77
- Tabla 11. Resonancias armónicas en la barra 5p. 78
- Tabla 12. Resonancias armónicas en la barra 11p. 79
- Tabla 13. Resonancias armónicas en la barra 3p. 81
- Tabla 14. Resonancias armónicas en la barra 1 y las barras mutuasp. 83
- Tabla 15. Resonancias armónicas en la barra 2 y las barras mutuasp. 84
- Tabla 16. Resonancias armónicas en la barra 4 y las barras mutuasp. 85
- Tabla 17. Resonancias armónicas en la barra 5 y las barras mutuasp. 86
- Tabla 18. Resonancias armónicas en la barra 11 y las barras mutuasp. 88
- Tabla 19. Valores de voltajes nodalesp. 90
- Tabla 20. Resonancias armónicasp. 92
- Tabla 21. Resonancias armónicasp. 93
- Tabla 22. Valores críticos del factor de participaciónp. 95
- Tabla 23. Valores críticos de los autovectores y autovaloresp. 96
- Tabla 24. Valores críticos de la frecuencia de resonanciap. 97
- Tabla 25. Valores críticos para la frecuencia de resonanciap. 97
- Tabla 26. Resonancias armónicas en la barrap. 98
- Tabla 27. Límite mínimop. 103
- Tabla 28. Región segura y no segura para cada orden armónicop. 104
- Tabla 29. Valores del flujo de carga armónicop. 108
- Tabla 30. Resonancias armónicas en la barra 1p. 109
- Tabla 31. Resonancias armónicas en la barra 2p. 110
- Tabla 32. Resonancias armónicas en la barra 3p. 111
- Tabla 33. Resonancias armónicas en la barra 4p. 112
- Tabla 34. Resonancias armónicas en la barra 5p. 113
- Tabla 34. Resonancias armónicas en la barra 10p. 114
- Tabla 36. Resonancias armónicas en la barra 11p. 115
- Tabla 37. Resonancias armónicas en la barra 14p. 116
- Tabla 38. Resonancias armónicas en la barra 15p. 117
- Tabla 37. Resonancias armónicas en la barra 14p. 116
- Tabla 40. Resonancias armónicas en la barra 1 y las barras mutuasp. 122
- Tabla 41. Resonancias armónicas en la barra 2 y las barras mutuasp. 123
- Tabla 42. Resonancias armónicas en la barra 4 y las barras mutuasp. 124
- Tabla 43. Resonancias armónicas en la barra 11 y las barras mutuasp. 125
- Tabla 44. Valores de voltajes nodalesp. 127
- Tabla 45. Resonancias armónicasp. 129
- Tabla 46. Resonancias armónicasp. 130
- Tabla 43. Resonancias armónicas en la barra 4 y las barras mutuasp. 132
- Tabla 48. Valores críticos del factor de participaciónp. 133
- Tabla 49. Valores críticos de los autovectores y autovaloresp. 134
- Tabla 50. Valores críticos de la frecuencia de resonanciap. 135
- Tabla 51. Valores críticos para la frecuencia de resonanciap. 135
- Tabla 27. Límite mínimop. 103
- Tabla 28. Región segura y no segura para cada orden armónicop. 104
- Tabla 1. Resonancias armónicas en la barra 3p. 148
- Tabla 2. Resonancias armónicas en la barra 4p. 149