Modelo de simulación del estado de carga de un variador de frecuencias de 950 KVA por medición de armónicos en el sistema de bombeo horizontal del pozo Cononaco de la empresa Novomet.

Abstract

En un sistema de potencia eléctrica existen una gran cantidad de elementos llamados no lineales, los cuales se generan a partir de formas de onda sinusoidales y con la frecuencia de la red. Adicionalmente, existen otras ondas de distintas frecuencias las cuales ocasionan el fenómeno conocido como armónicos. Los armónicos son distorsiones de las ondas sinusoidales de tensión y corriente de los sistemas eléctricos. Dichos armónicos ocasionan efectos perjudiciales sobre los equipos instalados en los sistemas como pueden ser los motores, en este caso de estudio. Uno de los mayores efectos que pueden tener los armónicos de la onda de voltaje es que, en las máquinas rotativas sincrónicas y motores de inducción es el incremento de calor debido a las pérdidas en el hierro y en el cobre a altas frecuencias, por esta razón los armónicos afectan directamente a la eficiencia de la máquina y al torque de la misma. De este modo, los armónicos de corriente en motores pueden aumentar los ruidos audibles con la excitación sinusoidal y a su vez, debido a que las corrientes armónicas afectan directamente al flujo giratorio de la máquina, es necesario más corriente para producir el mismo trabajo lo cual causa una disminución en la eficiencia de la misma. Con el fin de mitigar estos efectos negativos de los armónicos se instalan elementos como los VSD, por sus siglas en inglés Variable Speed Drive, el cual está compuesto por un conjunto de elementos que nos permite controlar la frecuencia y a su vez velocidad del motor. Mediante la implementación de filtros de armónicos se disminuyen los mismos, hasta valores aceptables según las normas establecidas. La norma IEEE 519 determina los porcentajes de THD (total harmonic distortion), permisibles en las instalaciones eléctricas de potencia. Dentro de la configuración de los VSD se puede establecer el valor de modulación de ancho de pulso (PWM) lo cual tiene un efecto sobre la onda de tensión y corriente de salida del VSD, el mismo que será nuestro objeto de investigación, con el fin de crear un modelo de simulación para determinar la cantidad y efecto de los armónicos en los elementos de distribución eléctrica y máquinas eléctricas.