Influencia de los armónicos de corriente sobre las pérdidas en los transformadores de distribución monofásicos con derivación central
Dentro de los componentes más importantes de los sistemas eléctricos se encuentran los transformadores de potencia, cuya eficiencia se ve afectada por problemas de calidad de energía eléctrica presentes en las redes. Uno de los problemas al que son sensibles los transformadores es a la circulación d...
- Autores:
-
Gómez Sarduy, Julio Rafael
Quispe Oqueña, Enrique Ciro
Reyes Calvo, Royd
Sousa Santos, Vladimir
Viego Felipe, Percy R
- Tipo de recurso:
- Article of journal
- Fecha de publicación:
- 2014
- Institución:
- Universidad Autónoma de Occidente
- Repositorio:
- RED: Repositorio Educativo Digital UAO
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- oai:red.uao.edu.co:10614/10692
- Acceso en línea:
- http://hdl.handle.net/10614/10692
- Palabra clave:
- Eficiencia energética
Transformadores eléctricos
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Dentro de los componentes más importantes de los sistemas eléctricos se encuentran los transformadores de potencia, cuya eficiencia se ve afectada por problemas de calidad de energía eléctrica presentes en las redes. Uno de los problemas al que son sensibles los transformadores es a la circulación de corrientes no sinusoidales por sus devanados, cuando alimentan cargas no lineales. Esto produce un incremento en las pérdidas y, por tanto, en la temperatura de trabajo que tienen los esfuerzos del aislamiento, y una reducción de la vida útil y de la capacidad del transformador que debe ser considerada. Para estos casos, la norma ANSI/IEEE C57.110 permite determinar la reducción de la capacidad y la corriente permisible del transformador ante cargas no lineales. En este artículo se presenta un modelo analítico basado en esta norma, se describe el procedimiento de cálculo para el caso de transformadores monofásicos con derivación central y se evalúa la influencia de los armónicos de corriente en el incremento de las pérdidas, utilizando como caso de estudio un transformador de 25 kVA para diferentes magnitudes de THD de corriente. Se desarrolla, además, un modelo en Simulink de Matlab, el cual es coincidente en sus resultados con el modelo analítico desarrollado. |
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Esto produce un incremento en las pérdidas y, por tanto, en la temperatura de trabajo que tienen los esfuerzos del aislamiento, y una reducción de la vida útil y de la capacidad del transformador que debe ser considerada. Para estos casos, la norma ANSI/IEEE C57.110 permite determinar la reducción de la capacidad y la corriente permisible del transformador ante cargas no lineales. En este artículo se presenta un modelo analítico basado en esta norma, se describe el procedimiento de cálculo para el caso de transformadores monofásicos con derivación central y se evalúa la influencia de los armónicos de corriente en el incremento de las pérdidas, utilizando como caso de estudio un transformador de 25 kVA para diferentes magnitudes de THD de corriente. Se desarrolla, además, un modelo en Simulink de Matlab, el cual es coincidente en sus resultados con el modelo analítico desarrollado.Among the most important components of the electrical systems are power transformers, whose efficiency is affected by power quality problems present in electrical power networks. One of the problems affecting the operation of the transformers is the circulation of nonsinusoidal currents in the windings when they are feeding nonlinear loads. This causes an increase in losses, and therefore an increase in temperature, isolation stress and reduced life and capacity of the transformer, all of which should be taken into account. For these cases, the ANSI / IEEE Standard C57.110 allows the determination of the transformer capacity reduction and the allowable current capacity of the transformer. In this paper an analytical model based on this standard is developed, the calculation method for the case of single-phase transformers with center tap is described and the influence of the harmonic content of the load in the losses increase is evaluated through a case study of a transformer of 25 kVA and different magnitudes of THD current. Furthermore, a model in Matlab Simulink which is consistent in its results to the analytical model developed is also establishedapplication/pdf11 páginasspaUniversidad Autónoma de OccidenteEl hombre y la máquina No. 45, (jul.-dic. 2014)434533Gómez-Sarduy, J., Quispe, E., Reyes-Calvo, R., Sousa-Santos, V., & Viego-Felipe, P. (2014). Influencia de los armónicos de corriente sobre las pérdidas en los transformadores de distribución monofásicos con derivación central. El Hombre y la Máquina, (45), 33-43. http://hdl.handle.net/10614/10692El hombre y la máquinaANSI/IEEE Std. (1998). C57.110-1998. IEEE Recommended Practice for Establishing Transformer Capability when Supplying Non-Sinusoidal Load Currents. IEEE StandardsAponte, G., Cadavid, H., Burgos, J. & Gómez-Luna, E. (2012). A methodology for obtaining by measurements the transformer physical-circuital model parameters. Electrical and Review Poland, 9, a, 12 - 15García-González, G. & De Armas, M. (Julio - Diciembre, 2009). Selección Eficiente de Bancos de Transformadores. Revista Energética, 42, 29 - 38González, G., Quispe, E. C. & Rivas, E. (Agosto, 2003). Selección Eficiente de Bancos de Transformadores. Revista Científica, 1, 5, 219 - 227. Universidad Distrital Francisco José de Caldas, ColombiaJardini, J. A. (January, 2000). Distribution Transformer Loss of Life Evaluation: A Novel Approach Based on Daily Load Profiles. IEEE Transactions on Power Delivery, 15, 1.Merritt, S. Y. & Chaitkin, S. D. (2002). Transformer Losses Part of the Purchasing Decision. IEEE Pulp and Paper Industry Technical Conference, 175 - 180. Ontario, CanadaQuispe, E. C. & Aguado, J. (Noviembre, 2002). Conceptualización para la estimación de la potencia reactiva, incluyendo el efecto de los armónicos de tensión y corriente. El Hombre y la Máquina, 18, 48 -55. Universidad Autónoma de Occidente, ColombiaRuíz-Pérez, A., Gómez-Sarduy, J. R. & Viego-Felipe, P. R. (Abril, 2012). Cálculo de pérdidas en transformadores considerando desbalances y variaciones de la carga y la tensión. En Memorias del VII Taller Internacional de Energía y Medio Ambiente. Cuba, Cienfuegos.Sadati, S. B., Yousefi, H., Darvishi, B. & Tahani, A. (December, 2008). Comparison of Distribution Transformer Losses and Capacity under Linear and Harmonic Loads. In 2nd IEEE International Conference on Power and Energy (PECon 08). December 1-3, 2008. Johor Baharu, MalaysiaSantos, R. E., Palacios, J. A & Quispe, E. C. (Octubre, 2003). Estado del arte en el concepto de la potencia eléctrica en el dominio del tiempo bajo condiciones no sinusoidales. 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World Applied Sciences Journal, 9, 8, 889 - 897Derechos Reservados - Universidad Autónoma de Occidentehttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)http://purl.org/coar/access_right/c_abf2Eficiencia energéticaTransformadores eléctricosElectric transformersTransformadores monofásicosPérdidas en transformadoresArmónicos de corrienteSingle-phase transformersLosses in transformersCurrent harmonicsInfluencia de los armónicos de corriente sobre las pérdidas en los transformadores de distribución monofásicos con derivación centralArtículo de revistahttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501http://purl.org/coar/resource_type/c_2df8fbb1Textinfo:eu-repo/semantics/articlehttp://purl.org/redcol/resource_type/ARTREFinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85Publicationhttps://scholar.google.com.co/citations?user=8WM_SB8AAAAJ&hl=enhttps://orcid.org/0000-0003-3223-1834c6bf35c2-a499-44cd-abc3-eb4b458d7de5TEXTA0072_Influencia de los armónicos de corriente sobre las pérdidas en los transformadores de distribución monofásicos con derivación central.pdf.txtA0072_Influencia de los armónicos de corriente sobre las pérdidas en los transformadores de distribución monofásicos con derivación central.pdf.txtExtracted texttext/plain35055https://red.uao.edu.co/bitstreams/4fb17e64-e038-444c-91d0-072942349de2/download47a04c547d1695048c8a1e3e9f7cf98dMD56THUMBNAILA0072_Influencia de los armónicos de corriente sobre las pérdidas en los transformadores de distribución monofásicos con derivación central.pdf.jpgA0072_Influencia de los armónicos de corriente sobre las pérdidas en los transformadores de distribución monofásicos con derivación central.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg15568https://red.uao.edu.co/bitstreams/6b94999a-6fb1-43ea-8f4e-202a55845edd/download84a9109b635f2e7c7946579a248374e4MD57ORIGINALA0072_Influencia de los armónicos de corriente sobre las pérdidas en los transformadores de distribución monofásicos con derivación central.pdfA0072_Influencia de los armónicos de corriente sobre las pérdidas en los transformadores de distribución monofásicos con derivación central.pdfTexto archivo completo del artículo de revista, PDFapplication/pdf39080023https://red.uao.edu.co/bitstreams/78bc2cd8-649d-4f94-aff0-ff90c5d88dba/downloadc005cb3ef6eb525ecc96d8910e19e450MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; 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