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UNIVERSIDAD DE LA SALLE – FACULTAD FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA ELÉCTRICA - CURSO EN CALIDAD DE POTENCIA ELÉCTRICA
EJEMPLO DE CÁLCULO DE FACTOR K: PROBLEMA EN TRANSFORMADOR CON CARGA DE ALTO CONTENIDO ARMÓNICO OBJETIVOS:
Aprender a determinar el factor K para un transformador de potencia. Plantear soluciones en el caso de una problemática real de cargabilidad de un transformador.
PROBLEMA
Se tiene un transformador transformador con potencia potencia de 225 225 kVA trabajando en una empresa empresa industrial, con factor K de 4 especificado en la placa de características y relación de transformación de 11.4 kV – 0.48/0.277 0.48/0.277 kV. Se conoce conoce el siguiente espectro actual actual de corrientes armónicas medidas en el secundario del transformador (este espectro permanece aproximadamente aproximadamente constante constante durante durante la operación del transformador): Fundamental Fundamental en 60 Hz Para el armónico de orden 5 Para el armónico de orden 7 Para el armónico de orden 17 Para el armónico de orden 19
: : : : :
225 A 40 A 35 A 8A 6A
Usted es el consultor o asesor en aspectos técnicos de ingeniería eléctrica de este empresario industrial. Si va a entrar una nueva carga con aporte en la fundamental de 45 A y aportes en el armónico de orden 11. Qué corriente máxima en amperios se le permitiría a este armónico para no sobrepasar el límite de calentamiento térmico sin que se produzca derrateo en su capacidad nominal?
nuevo equipo y que la corriente real de esa carga en el armónico de orden 11 ES EL DOBLE DE LA DE SU CÁLCULO, Qué factor K real se tendría de seguir trabajando con el mismo transformador y con esa corriente real en el armónico 11?. Ante la nueva problemática que se tiene, qué solución o alternativas de solución le plantearía Ud. a su cliente?
Si Ud. le presenta esta corriente calculada a su cliente y este le advierte que se consultó con el proveedor del
Argumente su solución o alternativas de solución en forma sólida. Prepare algunas memorias adicionales de cálculo, si es necesario, y acompáñelas de material que le de fuerza a su propuesta de solución.
Tabla 1. Cálculos para determinar el límite de corriente en el armónico 11 2
2
2
h
I h (A)
Ih (%)
Ih
1
270
100
10000
10000
5
40
14,81
219,34
5483,4025
7
35
12,96
167,96
8230,1184
17
8
2,96
8,76
2532,1024
19
6
2,22
4,93
1779,1524
X
X
SUMA
10400,98 + X
28024,77 + 121X
X
<
10,77%
X
<
29 A
11
h xIh
2
121*X 2
2
Tabla 2. Verificación con la corriente calculada 2
2
2
h
I h (A)
Ih (%)
Ih
h xIh
1
270
100,00
10000
10000
5
40
14,81
219,48
5486,96845
7
35
12,96
168,04
8233,88203
17
8
2,96
8,78
2537,17421
19
6
2,22
4,94
1782,71605
11
29
10,74
115,36
13958,9849
SUMA
10516,60
41999,73
Factor K
=
3,99
2
Tabla 3. Nuevo factor K con el doble de la corriente calculada 2
2
2
h
I h (A)
Ih (%)
Ih
h xIh
1
270
100,00
10000
10000
5
40
14,81
219,48
5486,96845
7
35
12,96
168,04
8233,88203
17
8
2,96
8,78
2537,17421
19
6
2,22
4,94
1782,71605
11
58
21,48
461,45
55835,9396
SUMA
10862,69
83876,68
Factor K
=
7,72
Qué alternativas de solución se pueden plantear para el problema? Preparado por: Ing. Luis H. Correa S.
