Docking protocol

Para obtener la forma de onda de una carga electrónica, seguimos el mismo procedimiento de medición que para las cargas anteriores, pero colocamos como carga un horno de microondas. En la tabla 3.8, anotamos las magnitudes más relevantes de la medición y en la figura 3.23, se muestra la forma de onda obtenida.

Tabla 3.8 Resultados del sistema con un microondas como carga Potencia Activa 1200 W

Distorsión armónica 41,2 % en corriente Factor de Cresta 1,6

Figura 3.23.- Respuesta experimental de un horno de microondas

3.2.9. Transitorio

Para simular un estado transitorio, conectamos súbitamente la carga inductiva a la fuente, que se encontraba en vacío y posteriormente la carga llegó al estado estacionario, lo que nos permitió obtener la forma de onda que se presenta a continuación en la figura 3.24.

Transitorio y señal en estado Estacionario

-300 -200 -100 0 100 200 300 0 200 400 600 800 1000 Tiempo (ms) T ens ió n ( V ), C o rri en te ( A ) Tensión Corriente

Figura 3.24.- Respuesta experimental de un transitorio y el estado estacionario

3.3.-Análisis de resultados experimentales de la respuesta eléctrica

Una vez que se estudiaron los resultados experimentales de la respuesta eléctrica de los casos realizados, se concluyó lo siguiente:

i. La magnitud de la potencia activa no varia cuando en un mismo sistema o red eléctrica se cambian los elementos reactivos. Sin embargo, al variar los elementos reactivos cambian las magnitudes tanto la potencia reactiva como la potencia aparente y, en consecuencia, cambia el defasamiento entre la tensión y la corriente, variando también el Factor de Potencia.

ii. Si el sistema de cargas eléctricas monofásicas está compuesto de elementos resistivos, la potencia activa permanece constante y cambia si cambian las magnitudes de las cargas y, en este caso no existe potencia reactiva y el defasamiento entre la corriente y la tensión es cero; es decir la tensión y la corriente están en fase, FP=1, figura 3.4. Asimismo, si se “aumenta” la carga resistiva, el sistema demanda mas corriente.

iii. En el caso de que el sistema contenga únicamente cargas inductivas o capacitivas, se observó un bajo FP y un defasamiento entre la corriente y la tensión mayor a los 76º. Esto demuestra que, en estos casos, existe un regreso muy importante de la energía hacia la fuente, aumentando la corriente de línea. Asimismo, se presentaron considerables derivaciones de corriente hacia el neutro. Por otro lado se observó que en el caso de cargas capacitivas, se presentó una distorsión armónica de la señal de corriente “alta”, mayor a 10%, como se muestra en las figuras 3.7 y 3.10, valor superior al tipificado por la especificación CFEL-000045, que establece como límite el 5% de distorsión para la corriente.

iv. En la combinación de cargas RL, RC y RLC, los experimentos demostraron los efectos opuestos que presentan las cargas inductivas y capacitivas. Se demuestra debido a que el efecto opuesto permite corregir el defasamiento entre la corriente y la tensión y trae como consecuencia menor regreso de potencia de la carga hacia la fuente, mitigando pérdidas por efecto Joule en las líneas de alimentación. Sin embargo la respuesta espectral presenta otros indicadores relevantes como son: la distorsión armónica (THD), Factor de Cresta (FC), eficiencia (ŋ) y el por ciento de regulación.

v. La THD de los casos estudiados de cargas monofásicas pasivas y cuya respuesta espectral se muestran en las figuras: 3.4, 3.7, 3.10, 3.13, 3.16, 3.19 y 3.20, se observó que no existe distorsión armónica si la carga es únicamente resistiva, en cargas resistivas inductivas está dentro de la norma, menor al 5%, y en los sistemas con cargas RC aumenta de manera considerable, mayor a 10%. Este último valor de THD se mantiene para cargas RLC. Esto nos lleva a considerar que cuando se pretende corregir el FP con capacitores estáticos, se puede corregir dicho FP pero origina un inconveniente, que si no se controla, resulta más perjudicial que un bajo FP, este inconveniente es la alta THD que produce el capacitor por la capacidad que tiene de almacenar energía y tratar de descargarla.

vi. Cuando se corrija el FP con capacitores estáticos es necesario sobreponer filtros que eliminen las componentes armónicas indeseables. Desde el punto de vista práctico se instruye a los fabricantes de capacitores para corrección del FP que integren, al mismo capacitor, filtros para minimizar la THD.

vii. Por lo que respecta a la relación que existe entre el valor máximo de la tensión y la tensión rms, denominado Factor de Cresta FC, se tiene una variación mínima toda vez que el alcance de las mediciones y capacidad de carga utilizada no sobrepasaba la capacidad de la fuente de alimentación de energía; es decir, no existió variación de tensión significativa, el porcentaje de regulación se mantuvo bajo, menor al 6%.

viii. Por lo que respecta a la eficiencia se observó que está relacionada con el FP; es decir, cuando el sistema opera con un FP bajo se tiene baja eficiencia y cuando el sistema opera con un alto FP se tiene una eficiencia alta. En términos de calidad la eficiencia se refiere a la operación “adecuada” del sistema eléctrico. ix. Otro aspecto sobresaliente del análisis se refiere al hecho de utilizar cargas de

tipo electrónico, donde se observó que este tipo de cargas produce una alta THD, con la consecuencia de provocar un aumento en la corriente del neutro, además de que se distorsiona mucho la forma de onda de la corriente, como se muestra en la figura 3.23.

x. También se realizó el registro de un transitorio en el que se muestra un cambio brusco de tensión al pasar de un estado a otro, como se muestra en la figura 3.24. Este tipo de estados transitorios, a pesar de su corta duración, pueden llegar a dañar los aparatos que se tengan conectados al sistema y es conveniente tratar de evitarlos.

Los experimentos físicos expuestos se realizaron en el contexto del proyecto de investigación señalado SIP 20070814 y permitieron observar prácticamente el comportamiento de las cargas eléctricas pasivas. Asimismo, resaltamos el comportamiento de señales transitorias y de algunas cargas electrónicas para generalizar la respuesta en situaciones reales.

CAPITULO IV

MITIGACIÓN DE PARÁMETROS