Estudio de las perturbaciones armónicas en la calidad de energía eléctrica en la Universidad de Piura - campus Lima

Abstract

La tesis tiene como objetivo estudiar la parte teórica que involucra las perturbaciones eléctricas, métodos de análisis, normativas, efectos y mitigación de armónicos, que ocurren como consecuencia de incorporar mejoras en los equipos electrónicos de potencia, con el objetivo de mejorar su eficiencia y autonomía, convirtiéndolos más sofisticados. Tales perturbaciones armónicas afectan el funcionamiento de otros equipos de baja potencia. Las normativas se aplican en una de las instalaciones de la Universidad de Piura – Sede Lima correspondiente al Bloque Administrativo, una de las instalaciones con mayores cargas generadoras de armónicas que son inyectados hacia la red como variadores de frecuencia, controladores, UPS, estabilizadores, equipos electrónicos (celulares, laptops, cajeros automáticos). Para la identificación de los armónicos presentes en la red se usará un analizador de redes, que utiliza como principio la transformada discreta de Fourier para determinar la magnitud de los armónicos. La instalación del equipo normalmente se realiza en punto de acoplamiento común (PCC), desde donde se derivan los subcircuitos. Posterior a la medición se analizan los resultados y se contrasta con la normativa si está dentro de los límites establecidos. El resultado obtenido por el analizador de redes muestra que el armónico de tensión de mayor magnitud es de 2.38% para el quinto orden, y según Norma Técnica de Calidad de los Sistema Eléctrico (NTCSE) está dentro de los límites, ya que es inferior al 5%. Respecto a los armónicos de corriente, la NTCSE no las evalúa, por lo que se recurre a la norma internacional IEEE 519, que relaciona la corriente máxima de cortocircuito y la corriente de demanda máxima de carga. De acuerdo con las lecturas, no se cumple con esta normativa, teniendo valores de 18.05%, 27.21% y 13.69% en los armónicos 3, 5 y 7, respectivamente, y valores de 6.126% y 8.701% para los armónicos 11 y 13, respectivamente. Se plantea la utilización de filtros activos, ya que se ajustan mejor a este caso por la cantidad de armónicos significativos. Se procede a seleccionar los filtros comerciales que mejor se adecuen al sistema, haciendo un análisis costo-beneficio, con el propósito de reducir las perturbaciones por debajo de los límites establecidos. Se concluye que tener un control periódico de los armónicos presentes en la red, permite tener una base de datos de la evolución de los armónicos en el tiempo, para así identificar la tendencia de los armónicos significativos, de forma tal que se pueda prever los posibles efectos en los equipos a corto, mediano y largo plazo. Los analizadores de redes no solo miden los armónicos sino potencia, energía, entre otras; la información recopilada también sería útil para la gestión de la red.