SECCION A CONTROLADORES ELECTRÓNICOS DE POTENCIA EN REDES DE DISTRIBUCIÓN
En esta sección se presenta en forma compacta los aspectos más relevantes de la operación de controladores electrónicos y algunas de sus aplicaciones en redes de distribución.
A1.
INTRODUCCION.
Cada año, los problemas con equipo eléctrico y alimentación de energía eléctrica representan una carga financieraimportante a diferentes empresas. Los procesos modernos industriales se basan hoy en electrónica sofisticada sensible a cambios en la frecuencia y forma de onda de la alimentación de voltaje y corriente. Los controles de velocidad ajustable, controladores lógicos programables y otros tantos controles, han reemplazado a los controles electromecánicos. Por otro lado, detrás del mejoramiento de laeficiencia, velocidad y precisión de los procesos industriales actuales, debido a la incorporación de electrónica de pequeña señal en ellos, se encuentra una mayor vulnerabilidad de éstos a fenómenos en redes eléctricas tales como depresiones de voltaje (sags), interrupciones de voltaje, sobrevoltaje y otros fenómenos asociados a la calidad de la energía de suministro A.1.1 El problema con la calidad de laenergía. La alimentación de voltaje debe tener, idealmente, una forma de onda sin deformaciones o desviaciones de frecuencia fundamental. Sin embargo, debido a la incorporación masiva de un gran número de convertidores electrónicos y altas cargas no lineales en redes eléctricas, entre otros, cada vez es más complicado suministrar a los clientes el voltaje y corriente con la calidad necesaria.Esto puede ser perjudicial para equipos de alta tecnología sensibles a variaciones de los parámetros eléctricos fundamentales. La Figura A1.1 ilustra los más típicos problemas de calidad de energía que enfrentan las cargas.
Figura A1.1: Disturbios eléctricos que afectan la calidad de la energía.
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Depresiones de Voltaje (Sags): Decremento hasta entre 0.1 y 0.9 pu en voltaje rms a lafrecuencia de suministro con duraciones entre 10 ms a 1 minuto. Swells: Incremento entre 1.1 y 1.8 pu del voltaje rms a la frecuencia de suministro con duración de 10 ms a 1 minuto. Desbalance de Voltaje: En un sistema trifásico los voltajes tienen diferentes amplitudes conjuración desde menos de un ciclo hasta varios ciclos. Interrupciones: Se refiere a la pérdida en el voltaje de suministrodesde menos de ciclo hasta a varios ciclos. Transitorios: Con éste término se refiere a disturbios súbitos en el voltaje o corriente de suministro de corta duración. En general tienen una duración en el rango de 30 a 200 ?s.
A.1.2 Equipos Electromecánicos versus Controladores de Electrónica de Potencia.
Tradicionalmente los sistemas eléctricos de potencia y distribución se habían venidocontrolando con dispositivos electromecánicos. En el presente existe un amplio uso de electrónica de potencia, microelectrónica, computadoras y comunicación de alta velocidad para el control y protección de redes de energía eléctrica. En relación de la electrónica de potencia para redes eléctrica las dos mayores propuestas son:
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Controladores FACTS para sistemas de transmisión Controladores CustomPower para redes de distribución
La búsqueda para establecer soluciones efectivas para mejorar la calidad de la energía en redes de distribución ha resultado en el desarrollo de controles electrónicos flexibles con la capacidad principal de mitigar depresiones de voltaje por ser éste fenómeno que representa las mayores desavenencias a cargas industriales. Aunque costosos los controladores sonefectivos y tienen gran potencial. La Tabla A1.1 muestra la comparación entre características de equipos electromecánicos y controladores basados en electrónica de potencia. Tabla A1.1: Electromecánica & Controladores de electrónica de potencia. Controladores Electromecánica convencional Basados en sistemas mecánicos, • arreglos complejos de elementos pasivos RLC Baratos • Voluminosos • Lenta…