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TRABAJO N°2: ARMÓNICA EN BAJA TENSIÓN FELIPE BARRERA ALVAREZ Profesor Guía Sr. Domingo Ruiz Caballero RESUMEN En el presente documento se efectuará la continuación del informe previamente entregado el cual es denominado como informe N°1: armónicas de baja tensión, en el cual se entregaron los detall...

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TRABAJO N°2: ARMÓNICA EN BAJA TENSIÓN

FELIPE BARRERA ALVAREZ

Profesor Guía Sr. Domingo Ruiz Caballero

RESUMEN En el presente documento se efectuará la continuación del informe previamente entregado el cual es denominado como informe N°1: armónicas de baja tensión, en el cual se entregaron los detalles relacionados a dos sistemas de rectificación basado en su nivel de contaminación armónica según lo indica la norma IEEE 519-92. En dicho informe se indicaron las múltiples armonías fuera de normativa y es por ello que en este documento se implementa la solución pasiva para llevar ambos sistemas dentro de la normativa aplicada.

ÍNDICE RESUMEN ÍNDICE ÍNDICE DE FIGURAS ÍNDICE DE TABLAS INTRODUCCIÓN CAPÍTULO 1 ANÁLISIS SISTEMA N°1 1.1 Simulación 1.2 Metodología solución pasiva. 1.2.1 Procedimiento de diseño de filtros 1.3 Análisis armónico aplicando Filtros sintonizados 1.3.1 Condición sin aplicación de filtros 1.3.1.1 Análisis Fase A 1.3.1.2 Análisis Fase B 1.3.1.3 Análisis Fase C 1.3.2 Calculo de condensadores para compensación de reactivos 1.3.3 Condición aplicación de filtros sintonizado en 3° armónica A. Análisis Fase A B. Análisis Fase B C. Análisis Fase C 1.3.4 Condición aplicación de filtros sintonizado en 5° armónica A. Análisis Fase A B. Análisis Fase B C. Análisis Fase C 1.3.5 Condición aplicación de filtros sintonizado en 7° armónica A. Análisis Fase A B. Análisis Fase B C. Análisis Fase C 1.3.6 Condición aplicación de filtros sintonizado en 9° armónica A. Análisis Fase A B. Análisis Fase B C. Análisis Fase C 1.3.7 Condición aplicación de filtros sintonizado en 11° armónica A. Análisis Fase A B. Análisis Fase B C. Análisis Fase C 1.3.8 Condición aplicación de filtros sintonizado en 13° armónica A. Análisis Fase A B. Análisis Fase B C. Análisis Fase C 1.3.9 Condición aplicación de filtrado sintonizado para alta frecuencia A. Análisis Fase A

1 2 5 7 10 1 1 1 3 3 6 6 6 12 18 23 27 28 30 32 34 35 37 39 41 42 44 46 48 50 52 54 56 57 59 61 63 64 66 68 71 74

B. Análisis Fase B C. Análisis Fase C 1.4 Condición final del sistema 1.4.1 Análisis armónico Fase A 1.2.1.1 Potencia Real 1.2.1.2 Potencia Reactiva 1.2.1.3 Potencia Aparente 1.2.1.4 Potencia Armónica 1.2.1.5 Factor desplazamiento 1.2.1.6 Distorsión armónica total 1.2.1.1 Factor de Potencia 1.2.1.2 Análisis de los Notches 1.2.2 Análisis armónico Fase B 1.2.2.1 Potencia Real 1.2.2.2 Potencia Reactiva 1.2.2.3 Potencia Aparente 1.2.2.4 Potencia armónica 1.2.2.5 Factor desplazamiento 1.2.2.6 Distorsión armónica total 1.2.1.1 Factor de Potencia 1.2.1.2 Análisis de los Notches 1.2.2 Análisis armónico Fase C 1.2.2.1 Potencia Real 1.2.2.2 Potencia Reactiva 1.2.2.3 Potencia Aparente 1.2.2.4 Potencia Armónica 1.2.2.5 Factor Desplazamiento 1.2.2.6 Distorsión armónica total 1.2.1.6 Factor de Potencia 1.2.1.7 Análisis de los Notches 1.5 Resumen Evolución armónica 1.5.1 Fase A 1.5.2 Fase B 1.5.3 Fase C CAPÍTULO 2 ANALISIS CIRCUITO N°2 2.1 Simulación 2.2 Metodología solución pasiva. 2.2.1 Procedimiento de diseño de filtros 2.2.2 Condición sin aplicación de filtros 2.3.1.1 Análisis Fase A 2.2 Análisis Basado en normativa chilena 2.2.3 Análisis normativa Fase A 2.2.3 Calculo de condensadores para compensación de reactivos 2.2.4 Condición aplicación de filtros sintonizado en 5° armónica

76 78 80 80 80 82 84 86 86 87 87 88 91 91 93 95 97 97 98 98 99 101 101 103 105 107 107 108 108 109 110 110 115 119 124 124 124 125 125 128 128 129 129 134 135

2.2.5 Condición aplicación de filtros sintonizado en 7° armónica 2.2.6 Condición aplicación de filtros sintonizado en 11° armónica 2.2.7 Condición aplicación de filtros sintonizado en 13° armónica 2.2.8 Condición aplicación de filtros sintonizado en 23° armónica 2.3 Condición final del sistema 2.3.1 Análisis armónico Fase A 2.3.1.1 Potencia Real 2.3.1.2 Potencia Reactiva 2.3.1.3 Potencia Aparente 2.3.1.4 Potencia Armónica 2.3.1.5 Factor desplazamiento 2.3.1.6 Distorsión armónica total 1.2.2.7 Factor de Potencia 2.4 Resumen Evolución armónica 2.4.1 Fase A CONCLUSIONES REFERENCIAS

138 141 144 147 150 150 150 152 154 157 157 157 158 159 159 163 164

ÍNDICE DE FIGURAS Fig. 1-1-Simulación Sistema N°1- Punto Generador de armónicos 1 Fig. 1-2 Simulación Sistema N°1- Punto de alimentación 2 Fig. 1-3 Ejemplo Disposición filtro sintonizado trifásico 4 Fig. 1-4 Forma de onda de tensión y Corriente Fase A 6 Fig. 1-5-Formas de onda de tensión y Corriente Fase B 12 Fig. 1-6-Forma de onda de tensión y Corriente Fase B 18 Fig. 1-7 Filtro sintonizado RLC Paralelo 3° armónica 28 Fig. 1-8 Filtro sintonizado RLC Paralelo 5° armónica 35 Fig. 1-9 Filtro sintonizado RLC Paralelo 7° armónica 42 Fig. 1-10 Filtro sintonizado RLC Paralelo 9° armónica 49 Fig. 1-11 Filtro sintonizado RLC Paralelo 11° armónica 57 Fig. 1-12 Filtro sintonizado RLC Paralelo 13° armónica 64 Fig. 1-13 Filtro sintonizado RLC Paralelo Alta frecuencia Fase A 73 Fig. 1-14 Filtro sintonizado RLC Paralelo Alta frecuencia Fase B 73 Fig. 1-15 Filtro sintonizado RLC Paralelo Alta frecuencia Fase C 73 Fig. 1-16 Cuadro resumen normativa Notches 88 Fig. 1-17 Obtención de datos calculo profundidad del notches 89 Fig. 1-18 Zoom entorno al notches en la Fase A 89 Fig. 1-19 Zoom entorno al notches en la Fase A 99 Fig. 1-20 Zoom notches fase C 109 Fig. 1-21 Formas de onda Va-Ia Aplicado el filtro de 3° armónica 110 Fig. 1-22 Formas de onda Va-Ia Aplicado el filtro de 5° armónica 111 Fig. 1-23 Formas de onda Va-Ia Aplicado el filtro de 7° armónica 112 Fig. 1-24 Formas de onda Va-Ia Aplicado el filtro de 9° armónica 112 Fig. 1-25 Formas de onda Va-Ia Aplicado el filtro de 11° armónica 113 Fig. 1-26 Formas de onda Va-Ia Aplicado el filtro de 13° armónica 114 Fig. 1-27 Formas de onda Va-Ia Aplicado los filtros de armónica en alta frecuencia 114 Fig. 1-28 Formas de onda Vb-Ib Aplicado el filtro de 3° armónica 115 Fig. 1-29 Formas de onda Vb-Ib Aplicado el filtro de 5° armónica 116 Fig. 1-30 Formas de onda Vb-Ib Aplicado el filtro de 7° armónica 116 Fig. 1-31 Formas de onda Vb-Ib Aplicado el filtro de 9° armónica 117 Fig. 1-32 Formas de onda Vb-Ib Aplicado el filtro de 9° armónica 117 Fig. 1-33 Formas de onda Vb-Ib Aplicado el filtro de 11° armónica 118 Fig. 1-34 Formas de onda Vb-Ib Aplicado el filtro de 13° armónica 118 Fig. 1-35 Formas de onda Vb-Ib Aplicado los filtros de armónica en alta frecuencia 119 Fig. 1-36 Formas de onda Vc-Ic Aplicado el filtro de 3° armónica 119 Fig. 1-37 Formas de onda Vc-Ic Aplicado el filtro de 5° armónica 120 Fig. 1-38 Formas de onda Vc-Ic Aplicado el filtro de 7° armónica 121 Fig. 1-39 Formas de onda Vc-Ic Aplicado el filtro de 9° armónica 121 Fig. 1-40 Formas de onda Vc-Ic Aplicado el filtro de 11° armónica 122 Fig. 1-41 Formas de onda Vc-Ic Aplicado el filtro de 13° armónica 122

Fig. 1-42 Formas de onda Vc-Ic Aplicado los filtros de armónica en alta frecuencia 123 Fig. 2-1 Simulación Sistema N°2- Punto de alimentación 124 Fig. 2-2 Simulación Sistema N°2- Punto Generador de armónicos 124 Fig. 2-3 Ejemplo Disposición filtro sintonizado trifásico 126 Fig. 2-4-Forma de onda de tensión y Corriente Fase A 128 Fig. 2-5 Filtro sintonizado RLC Paralelo 5° armónica 136 Fig. 2-6 Filtro sintonizado RLC Paralelo 7° armónica 139 Fig. 2-7 Filtro sintonizado RLC Paralelo 11° armónica 142 Fig. 2-8 Filtro sintonizado RLC Paralelo 13° armónica 145 Fig. 2-9 Filtro sintonizado RLC Paralelo 23° armónica 148 Fig. 2-10 Formas de onda Va-Ia Aplicado el filtro de 5° armónica 159 Fig. 2-11 Formas de onda Va-Ia Aplicado el filtro de 7° armónica 160 Fig. 2-12 Formas de onda Va-Ia Aplicado el filtro de 11° armónica 160 Fig. 2-13 Formas de onda Va-Ia Aplicado el filtro de 13° armónica 161 Fig. 2-14 Formas de onda Va-Ia Aplicado el filtro de 23° armónica 161

ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1-1 Descripción sistema de alimentación Tabla 1-2 Descripción de cargas monofásicas Tabla 1-3- Obtención de datos preliminares del sistema N°1 Tabla 1-4 Evaluación armónicos de corriente impar comprendido entre h < 11 Tabla 1-5 Evaluación armónicos de corriente impares comprendidos entre 11< h...