Este artículo describe cómo usar ETAP para analizar los armónicos del sistema de potencia.
En este tutorial aprenderás:
– Qué significan los armónicos y cómo afectan a su sistema/equipo
– ¿Qué es THD y DHI?
– Cómo realizar estudios de flujo de carga armónicos usando ETAP
– Cómo generar gráficos armónicos para componentes específicos
– Cómo dimensionar el filtro de armónicos para mitigar los armónicos
armónico Es uno de los conceptos más importantes del sistema de energía que no se puede ignorar, ya que puede afectar la calidad de la energía y el comportamiento del equipo. Los altos niveles de armónicos en un sistema pueden provocar el sobrecalentamiento de los componentes, lo que reduce la vida útil del equipo y reduce el factor de potencia. Podría decirse que la fuente de energía ideal para los sistemas de energía es una onda sinusoidal pura. Estas ondas puras pueden distorsionarse de las ondas sinusoidales debido a la presencia de armónicos.
Los armónicos distorsionan las ondas de corriente y/o voltaje, alteran los sistemas de distribución de energía y degradan la calidad de la energía
Básicamente, los armónicos son generados por cargas no lineales. Una carga consume una corriente que no tiene la misma forma de onda que el suministro de voltaje. Esto se llama no lineal. Los rectificadores, las fuentes de alimentación ininterrumpida (UPS) y los variadores de frecuencia (VFD) son ejemplos de fuentes armónicas que distorsionan los voltajes y las corrientes.
Las cargas no lineales cambian las características sinusoidales de la corriente de la fuente de alimentación de CA (y, en consecuencia, la caída de tensión de CA), lo que genera corrientes armónicas que fluyen en el sistema de alimentación de CA y provocan interferencias en los circuitos de comunicación y otros tipos de equipos. Existe una posibilidad. (Lea el estándar IEEE 510)
Tabla de contenido
Preforma de análisis de armónicos
Este artículo describe cómo usar ETAP para analizar los armónicos del sistema de potencia. Entonces, como siempre, lo primero que debemos hacer es modelar el sistema/red como un diagrama unifilar, realizar un análisis de armónicos, incluyendo la red eléctrica, transformadores, cables, cargas, etc., que hemos ideado. para establecer todos los parámetros en el componente que creó.
En el sistema a continuación, se utiliza un VFD como fuente armónica para inyectar corrientes armónicas en el sistema.
Primero, debe ajustar la información de la fuente de armónicos para su sistema (VFD, UPS, carga estática, etc.). Haga doble clic En el símbolo de componente del SLD, Página de armónicos, ETAP ofrece dos opciones, ecuaciones IEEE 510 o usar datos de biblioteca que le permiten seleccionar el tipo de carga, el modelo y el fabricante. Este es un paso necesario para realizar el análisis armónico.
Luego seleccione el modo de análisis armónico en la barra de herramientas de modo.
La barra de herramientas de estudio aparece automáticamente en el lado derecho de la pantalla cuando ingresa al modo de análisis armónico.
De forma predeterminada, ETAP configura todos los buses para permitir un 2,5 % de THD (distorsión armónica total) y un 1,5 % de IHD (distorsión armónica individual). estándar IEEE519.
Simplemente haga doble clic en la barra colectora del SLD y ajuste según sea necesario. Aparecerá una ventana emergente similar a la siguiente.
Tenga en cuenta que todos los armónicos son sumas de 3ro + 5to + etc. Esto se llama THD – Distorsión armónica total. IHD: la distorsión armónica individual mide la relación entre un componente armónico específico y el componente fundamental
El 3er armónico tiene mayor amplitud que los otros 5, 7, etc. Esto da como resultado una reducción significativa en THD al reducir el 3er armónico.
· Ejecutar un estudio de flujo de carga armónico
Seleccione la opción Ejecutar análisis de flujo de carga armónico en la barra de herramientas de análisis para ejecutar un cálculo de flujo de carga armónico. Los resultados de salida se muestran en un diagrama de una línea como se muestra a continuación.
・Vista de alertas
La opción de vista de alerta enumera todos los equipos con infracciones críticas y de límites según la norma IEEE 510. La ventana de alerta (abajo) muestra que todos los armónicos en los buses 1 y 2 exceden el límite THD (crítico), 3.22% THD del bus. 2,86% para barra 2 y barra 1.
· Gráfico de análisis armónico
Los gráficos de forma de onda de voltaje para los buses 1 y 2 se pueden generar haciendo clic en la opción de gráfico de análisis armónico.
· Dimensionamiento del filtro de armónicos
Los filtros armónicos son una solución popular para eliminar la distorsión armónica en las redes eléctricas. Un buen equilibrio entre rendimiento y coste.
Establecer el tamaño del filtro requiere cierta información del análisis de flujo de carga, como MVA y valores de factor de potencia existentes.
procedimiento:
– Aplicar análisis de flujo de carga a PF, corriente y MVA.
– Haga doble clic en el filtro armónico para abrir el editor de filtros armónicos y vaya a la página de parámetros.
– Seleccione un tipo de filtro en la página de parámetros y[サイズ フィルタ]Clic en el botón.
– Se abre una ventana separada “Tamaño del filtro de armónicos” en la que puede ingresar la información requerida. Orden armónico, corriente armónica, pf existente, pf deseado y valor de MVA.
– Pulse el botón de filtro de tamaño.
– Sustituto de prensa
– Sume el valor R (resistencia) y el valor del factor Q.
El factor Q es la selectividad o respuesta de sintonización de un circuito de filtro de frecuencia de resonancia simple simple, definido por su Q o factor de calidad, y se puede calcular mediante
donde n = orden armónico, R = resistencia, XL = reactancia del inductor, Xc = reactancia del capacitor (valores Xc y XL para el filtro tomados de la página del editor de filtros)
donde n = orden armónico, R = resistencia, XL = reactancia del inductor, Xc = reactancia del capacitor (valores Xc y XL para el filtro tomados de la página del editor de filtros)
Este es el resultado de aplicar el análisis de flujo armónico. El THD para el baño 1 disminuyó de 2,86 % a 1,98 % y para el baño 2 disminuyó de 3,22 % a 2,23 %.
Formas de onda de voltaje en el bus 1 y 2 antes y después de agregar filtros de armónicos:
¡eso es todo!
– Lo que aprendiste en este tutorial:
– Qué significan los armónicos y cómo afectan a su sistema/equipo
– ¿Qué es THD y DHI?
– Cómo realizar estudios de flujo de carga armónicos usando ETAP
– Cómo generar gráficos armónicos para componentes específicos
– Cómo dimensionar el filtro de armónicos para mitigar los armónicos
Espero que hayas encontrado útil este artículo. Si tiene alguna pregunta, comentario o desea compartir más información sobre cualquiera de los temas anteriores, no dude en preguntar en gmail o agregarme. LinkedIn.
Referencias:
Ayuda ETAP, Software ETAP 12.6.0.
Libro Armónicos y Sistemas de Potencia de Francisco C. De La Rosa.
IEEE 510, Prácticas recomendadas y requisitos para el control de armónicos en sistemas de potencia.