Impacto de los armónicos de corriente en los transformadores de distribución monofásicos.

Abstract

En este estudio se evalúa el impacto que generan los armónicos de corriente en los transformadores de distribución monofásicos de 10, 15, 25 y 37.5 kVA, tomando como referencia una base de datos de mediciones de calidad de energía de los años 2013, 2014 y 2015, las cuales fueron realizadas por la Empresa Eléctrica Regional del Sur S. A y entregadas para realizar este estudio con fines educativos, siendo esta base el punto de partida de la investigación. Los armónicos de corriente según la literatura técnica revisada son los que generan un incremento en las pérdidas de energía y la disminución de la capacidad de los transformadores debido a los altos niveles de corrientes no-lineales causadas por cargas electrónicas. Para determinar el espectro armónico característico se utilizaron métodos y modelos orientados a buscar un comportamiento armónico típico en el trasformador, haciendo uso de las herramientas matemáticas que posee el software Matlab, en particular las herramientas matemáticas, análisis clustering con la técnica FUZZY c-MEANS, k-MEANS y análisis gráfico por dendograma, estas técnicas permitieron evaluar el comportamiento armónico en un intervalo de tiempo y determinar su coeficiente de pertenencia. Para evaluar el conjunto de transformadores monitoreados con un espectro armónico característico se planteó un modelo de cálculo analítico considerando las recomendaciones técnicas expuestas en la norma ANSI/IEEE C57.110, determinándose la reducción de la capacidad y la corriente permisible del transformador ante cargas no-lineales ase¬gurando que las pérdidas más altas no superen el valor de las pérdidas para las cuales el transformador fue diseñado considerando que el transformador opera en condiciones normales. La capacidad real que pueden resistir y trabajar cada uno de los transformadores de 10kVA 15 kVA 25 kVA y el 37.5 kVA, será de 9,28 kVA, 13,91 kVA, 23,79 kVA y 34,60 kVA respectivamente.