Surge Impedance Loading (SIL)

Una ona és el moviment de càrrega al llarg del conductor. Aquest augment es caracteritza per la sobtada pujada molt pronunciada en la tensió, seguida d'una davallada gradual en el voltatge. És de molt curta durada, de l'ordre d'uns pocs microsegons. En general, hi ha dos tipus de sobrecàrregues: Les produïdes per maniobres a la xarxa, i les que són resultat d'un llamp.

Les sobretensions del raig tenen un particular interès per la seva gran magnitud i per les diferents formes d'ona. Aquestes arriben al transformador i als interruptors d'AT, de manera que poden danyar-los si no es protegeixen adequadament.

El SIL, és la càrrega en MW donada una línia de transport en què es produeix l'equilibri natural de la potència reactiva. Aquesta potència és el resultat de les càrregues que hi ha connectades en ella per donar suport al camp magnètic. La intensitat del camp magnètic depèn de la magnitud del flux de corrent de la línia i de la reactància inductiva natural de la línia. La quantitat de potència reactiva (MVAR) consumida per una línia de transport és una funció del flux de corrent i de la reactància inductiva. La generació / consum de línia de transport de càrrega reactiva es mostra en la següent imatge:

El consum d'energia reactiva / producció vs càrrega de la línia

El balanç del consum i la producció de reactiva en una línia en particular, és a resultes dels nivells de càrrega en funció de la tensió. Aquesta tensió permet mantenir l'estabilitat angular i la tensió dins dels límits.

La càrrega en què els volts-amperes reactius inductius i capacitius són nuls, es denomina impedància de càrrega (SIL).

V 2 / V C = I 2 X L o, V / I = √ (L / C) = Z 0

Les sobretensions a impedància de càrrega de qualsevol línia es poden definir com la potencia lliurada per ella a una càrrega purament resistiva, igual a la seva impedància característica.

El SIL també dóna la capacitat de transport de la potència en funció del temps P(t) d'una línia. Per determinar la P(t) SIL es multiplica pel factor (MF) obtingut a partir de la corba, donada una capacitat estàndard.

SIL = (V L ) 2 / Z 0

On, V L = tensió de la línia de transport en KV

Z 0 = Impedància en Ohms

Serà de 200 Ohm (per línia de doble circuit)

Serà de 400 Ohm (per línia de circuit individual)

La potència transmesa disminueix amb la longitud. La corba de capacitat es traça entre MF i longitud (km). A partir de la corba de capacitat, el valor de MF és de 1.44 corresponent a 300 quilòmetres.

SIL = (V L ) 2 / Z 0 MW

Per cada línia del circuit, tindrem que:

SIL = (220) 2 / 200 MW = 242 MW

P (t) = SIL × MF / 242 × 1,44 = 348,48 MW

Aquesta capacitat de transport de potència del sistema, és més gran que la potència real que es transmet.



Font: Powersystems

Els indicadors més típics per mesurar la qualitat d'energia

Hi ha diversos mètodes per classificar la gravetat d'una pertorbació elèctrica, no obstant, els indicadors més típics per mesurar les alteracions de qualitat d'energia s'enumeren i s'expliquen a continuació:

1. Factor de distorsió
2. Factor de cresta
3. Notch
4. Temps de recuperació
5. Factor de desfasament
6. Factor de potència total
7. Factor k

1. Factor de distorsió
La relació entre el valor de l'arrel quadrada que conté harmònic amb el valor de l'arrel quadrada de la senyal fonamental, expressada com un percentatge de la fonamental. També, és conegut com la distorsió harmònica total i s'expressa segons la següent formulació:

On:
• Vh és el valor de voltatge RMS d'harmònics (o corrent) a una freqüència de n vegades la freqüència fonamental.
• V1 és la tensió RMS a freqüència fonamental actual.

Les formes alternatives pel factor de distorsió es donen com a percentatges del corrent de càrrega nominal de la tensió o de la demanda per al sistema en estudi, respecte del contingut harmònic de la tensió del sistema, o del corrent en ús de l'avaluació. Aquests es coneixen com la Total Harmonic Distoprsion (THDVn) i la Total Distorsion Demmand (TDD), que es defineix de la següent manera:

On:
• Vh és el valor RMS de la n-èsima component harmònic de la tensió
• Vn és el valor RMS de la tensió nominal fonamental
• Ih és el valor RMS de la n-èsima component harmònic del corrent
• IL és el corrent de càrrega màxima demanda, en general la demanda màxima mensual mitjana durant un període de 12 mesos

2. Factor de cresta
La relació del valor de pic d'una funció periòdica respecte el valor RMS. És a dir:

On:
• ypeak és el valor de pic d'una funció periòdica
• yrms és el valor RMS de la funció

A causa de les tensions i corrents del sistema de potència les quals, són nominalment sinusoïdal, el factor de cresta nominal d'aquests seria √2.


3. Notch
Correspon a un forat en el voltatge del sistema d'energia (o corrent), segons es mostra a la figura que segueix:

L’expressió que defineix el Notch o forat ve donada segons:

On:
• An és l'àrea de forat en volts-microsegons
• t és la durada de temps del forat en microsegons
• d és la profunditat del forat en volts

4. Temps de Recuperació
Aquest és el temps necessari perquè la tensió o corrent de sortida necessita per tornar a un valor, dins dels valors de tolerància segons regulació, després d'un tall en el subministrament.

5. Factor de potència
La relació de la potència activa de l'ona fonamental en watts, respecte de la potència aparent de l'ona fonamental, en volts-amperes. Aquesta és la definició tradicional de factor de potència:

6. Factor de potència total
La relació de la potència total d'entrada, en watts, respecte de l'entrada total de volts-amperes. En aquest cas, inclou els efectes dels harmònics.

7. Factor K
És una mesura de la capacitat d'un transformador per alimentar càrregues no sinusoïdals. El factor K es defineix:

On:
• Ih és el component harmònic en h vegades la freqüència fonamental
• h és l'ordre harmònic de Ih en múltiples de la freqüència fonamental
• hmax és el harmònic de màxim ordre present


Font: Electrical Engeneering