Como proveedor de subestaciones tipo caja, he sido testigo de primera mano de la creciente importancia de la supresión de armónicos para garantizar el funcionamiento eficiente y confiable de estos activos eléctricos cruciales. Los armónicos, que son frecuencias no deseadas en un sistema eléctrico, pueden causar una variedad de problemas, desde sobrecalentamiento del equipo y fallas prematuras hasta problemas de calidad de la energía y un mayor consumo de energía. En esta publicación de blog, exploraré las diversas medidas de supresión de armónicos que se pueden emplear en las subestaciones tipo caja para mitigar estos problemas y optimizar el rendimiento.
Comprensión de los armónicos en subestaciones tipo caja
Antes de profundizar en las medidas de supresión, es fundamental comprender las fuentes y efectos de los armónicos en las Subestaciones Tipo Caja. Los armónicos generalmente son generados por cargas no lineales, como variadores de frecuencia (VFD), fuentes de alimentación de modo conmutado y hornos de arco. Estas cargas consumen corriente de forma no sinusoidal, introduciendo frecuencias armónicas en el sistema eléctrico.
En una subestación tipo caja, los armónicos pueden tener varios efectos perjudiciales. Pueden provocar el sobrecalentamiento de transformadores, condensadores y otros equipos, lo que reduce la vida útil y aumenta los costos de mantenimiento. Los armónicos también pueden distorsionar la forma de onda del voltaje, afectando el rendimiento de equipos electrónicos sensibles y provocando mal funcionamiento. Además, los armónicos pueden aumentar la distorsión armónica total (THD) del sistema eléctrico, lo que puede violar los estándares de calidad de la energía y dar lugar a sanciones por parte de las empresas de servicios públicos.
Medidas de supresión armónica
Para abordar los desafíos que plantean los armónicos en las subestaciones tipo caja, se pueden implementar varias medidas de supresión. Estas medidas se pueden clasificar ampliamente en técnicas pasivas y activas.
Supresión armónica pasiva
Las técnicas pasivas de supresión de armónicos implican el uso de componentes pasivos, como inductores, condensadores y resistencias, para filtrar frecuencias armónicas del sistema eléctrico. Estas técnicas son relativamente simples y rentables, lo que las convierte en una opción popular para muchas aplicaciones.
- Filtros armónicos: Los filtros de armónicos son el dispositivo pasivo de supresión de armónicos más común utilizado en subestaciones tipo caja. Consisten en una combinación de inductores y condensadores sintonizados a frecuencias armónicas específicas. Cuando se conectan en paralelo con la carga, los filtros de armónicos proporcionan una ruta de baja impedancia para las corrientes armónicas, desviándolas del sistema eléctrico principal. Esto ayuda a reducir el THD y mejorar la calidad de la energía.
- Bancos de reactores: Los bancos de reactores son otro tipo de dispositivo pasivo de supresión de armónicos. Por lo general, se utilizan junto con bancos de condensadores para limitar la corriente de entrada y evitar la resonancia. Los bancos de reactores también pueden ayudar a reducir las corrientes armónicas proporcionando una ruta de alta impedancia para las frecuencias armónicas.
- Transformadores de aislamiento: Se pueden utilizar transformadores de aislamiento para aislar la carga del sistema eléctrico principal, reduciendo el impacto de los armónicos en el equipo. Los transformadores de aislamiento funcionan proporcionando un aislamiento galvánico entre los devanados primario y secundario, evitando la transferencia de corrientes armónicas entre los dos lados.
Supresión activa de armónicos
Las técnicas de supresión activa de armónicos implican el uso de componentes activos, como electrónica de potencia y sistemas de control, para compensar activamente las corrientes armónicas en el sistema eléctrico. Estas técnicas son más complejas y costosas que las técnicas pasivas, pero ofrecen un rendimiento y una flexibilidad superiores.
- Filtros armónicos activos: Los filtros de armónicos activos son el dispositivo de supresión de armónicos activos más avanzado disponible. Utilizan electrónica de potencia y sistemas de control para detectar y cancelar las corrientes armónicas en tiempo real. Los filtros de armónicos activos pueden proporcionar un alto grado de compensación de armónicos, incluso en condiciones de carga dinámica.
- Compensadores estáticos de Var (SVC): Los SVC son otro tipo de dispositivo de supresión activa de armónicos. Se utilizan para regular el voltaje y la potencia reactiva en el sistema eléctrico, al mismo tiempo que proporcionan cierto grado de compensación armónica. Los SVC funcionan inyectando o absorbiendo energía reactiva en el sistema, según los requisitos de carga.
- Suministros de energía ininterrumpida (UPS): Los UPS se pueden utilizar para proporcionar energía de respaldo a las cargas críticas en la subestación tipo caja, al mismo tiempo que brindan cierto grado de supresión de armónicos. Los UPS suelen utilizar técnicas de corrección activa del factor de potencia (PFC) para reducir las corrientes armónicas extraídas del sistema eléctrico principal.
Consideraciones para la supresión de armónicos en subestaciones tipo caja
Al seleccionar las medidas de supresión de armónicos apropiadas para una subestación tipo caja, se deben considerar varios factores, incluido el tipo y la magnitud de los armónicos, las características de la carga, los requisitos de calidad de la energía y el presupuesto.
- Análisis armónico: Antes de implementar cualquier medida de supresión de armónicos, es fundamental realizar un análisis armónico detallado del sistema eléctrico. Este análisis ayudará a identificar las fuentes y magnitudes de los armónicos, así como el impacto potencial en los equipos y la calidad de la energía. Según los resultados del análisis de armónicos, se pueden seleccionar las medidas de supresión adecuadas.
- Características de carga: Las características de la carga, como el tipo, el tamaño y las condiciones de funcionamiento, pueden tener un impacto significativo en la selección de las medidas de supresión de armónicos. Por ejemplo, las cargas con alto contenido de armónicos, como los VFD y los hornos de arco, pueden requerir medidas de supresión más avanzadas, como filtros activos de armónicos.
- Requisitos de calidad de energía: Los requisitos de calidad de energía del sistema eléctrico, como los límites de THD y la regulación de voltaje, también influirán en la selección de las medidas de supresión de armónicos. En algunos casos, los requisitos de calidad de la energía pueden ser especificados por la empresa de servicios públicos o el usuario final, y las medidas de supresión deben diseñarse para cumplir con estos requisitos.
- Presupuesto: El presupuesto es otra consideración importante a la hora de seleccionar las medidas de supresión de armónicos. Las técnicas pasivas son generalmente más rentables que las técnicas activas, pero es posible que no proporcionen el mismo nivel de rendimiento. Las técnicas activas, por otro lado, ofrecen un rendimiento y flexibilidad superiores, pero son más caras. Es importante equilibrar los requisitos de desempeño con las restricciones presupuestarias al seleccionar las medidas de supresión adecuadas.
Conclusión
La supresión de armónicos es un aspecto esencial para garantizar el funcionamiento eficiente y confiable de las subestaciones tipo caja. Implementando las medidas adecuadas de supresión de armónicos, es posible reducir el impacto de los armónicos en los equipos y la calidad de la energía, al mismo tiempo que se mejora la eficiencia energética y se reducen los costos de mantenimiento. Como proveedor de subestaciones tipo caja, me comprometo a brindarles a nuestros clientes las soluciones de supresión de armónicos más recientes y efectivas para satisfacer sus necesidades específicas.
Si está interesado en conocer más sobre nuestraSubestación tipo cajaproductos o nuestras soluciones de supresión de armónicos, no dude en contactarnos. Estaremos encantados de analizar sus requisitos y brindarle una solución personalizada que satisfaga sus necesidades y presupuesto.
Referencias
- "Armónicos en sistemas de energía: principios, análisis y diseño de filtros" por DM Divan y MS Bhat
- "Calidad de la energía en sistemas eléctricos" por BM Bird y KG King
- "Manual de cálculos de energía eléctrica" por HH Woodruff