Cálculo de pérdidas adicionales causadas por la circulación de armónicas de corriente en los transformadores de distribución.

Abstract

En el presente trabajo se analiza los principales efectos de la distorsión armónica de corriente en los transformadores de distribución monofásicos inmersos en aceite de 10, 15, 25 y 37.5 kVA durante las 24 horas del día, a partir de un espectro armónico característico. De acuerdo con la literatura técnica revisada, los armónicos de corriente generan un aumento adicional en las pérdidas y la disminución de la potencia nominal de los transformadores debido al alto contenido de cargas no lineales tales como variadores de velocidad, rectificadores, convertidores, etc. Se presenta una revisión bibliográfica referente a: transformadores de distribución monofásicos y sus pérdidas, distorsión armónica y los efectos de los armónicos de corriente en los trasformadores de distribución. Se define la metodología del algoritmo de cálculo de pérdidas adicionales causadas por la circulación de armónicas de corriente en los trasformadores de distribución monofásicos, se desarrolla el algoritmo de solución y se automatiza la secuencia de cálculos en un esquema dicromático y concluyendo el capítulo se programa dicha secuencia de cálculo en la herramienta GUI de MATLAB. Por último, se presenta los resultados obtenidos aplicando el procedimiento desarrollado a partir de la norma ANSI/IEE C57.110TM-2008 y los resultados obtenidos con la aplicación GUI. Los resultados que se presentan son el reporte del incremento de las pérdidas y la potencia adecuada del transformador ante la presencia de corrientes no sinusoidales. A partir de las recomendaciones de la norma ANSI/IEEE C57.110 se desarrolló un algoritmo, es decir, una secuencia de cálculo en base a la metodología de Lee y Christensen. Con la herramienta GUI del software de ingeniería MATLAB y con el procedimiento de cálculo propuesto se desarrolló una interfaz gráfica de usuario (GUI), esta permite calcular las pérdidas adicionales causadas por la circulación de armónicas de corriente en los transformadores de distribución monofásicos de 10, 15, 25 y 37.5 kVA de forma automática. Para validar la aplicación GUI de MATLAB se evalúan los transformadores descritos con el mismo espectro armónico característico para un mismo tiempo, haciendo uso de la metodología analítica propuesta por la norma ANSI/IEEE C57.110 y la metodología automática (GUI), se determina la reducción de la capacidad y la corriente permisible del transformador ante cargas no lineales, y por último se lleva a cabo una comparación de los resultados obtenidos.