¿Cuáles son los efectos de la ferroresonancia en un sistema eléctrico?
La ferroresonancia es un fenómeno de resonancia no lineal que puede afectar las redes eléctricas. Las tasas anormales de armónicos y las sobretensiones y sobrecorrientes transitorias o de estado estable que provoca son a menudo peligrosas para los equipos eléctricos.
¿Qué es?
La ferroresonancia se da cuando la capacitancia de la línea resuena con la reactancia magnetizante de un núcleo mientras entra y sale de la saturación. Generalmente, se asocia con transformadores de potencial, que se utilizan para desarrollar voltajes utilizados por relés; sin embargo, también puede ocurrir en transformadores de potencia en circunstancias especiales.
Este fenómeno puede destruir equipos, pero es prevenible si se evitan ciertos tipos de conexión de transformadores con las circunstancias que la incentivan.
Ocurrencia en transformadores de voltaje
Un ejemplo de destrucción de un transformador de voltaje por ferroresonancia es cuando el devanado primario queda inservible y el secundario intacto.
Los transformadores de voltaje pueden ser de dos tipos: inductivos y capacitivos. Los primeros son más propensos a la ferroresonancia porque necesitan más capacitancia para convertir un circuito de ferroresonancia.
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Causas
Estas son las causas principales de la ferroresonancia:
- Ralentí o funcionamiento con carga baja en el punto neutro de la puesta a tierra de los sistemas.
- Defectos del aislamiento.
- Sobrecarga o ralentí del transformador.
- Conmutación de una o dos fases.
- Disimetría generada por errores de conexión.
- Transformadores de conmutación o capacitores.
- Conectar transformadores de potencia de carga baja a la red con una carga de cortocircuito.
- Caída de un rayo en las líneas de transmisión.
- Cable largo y/o capacitivo que alimenta un transformador.
Síntomas que la acompañan
- Sobretensiones de larga duración fase a fase o fase a neutro.
- Sobrecorrientes a largo plazo.
- Distorsión en las formas de onda de corriente y tensión.
- Desplazamiento de la tensión del punto neutro.
- Sobrecalentamiento del transformador (sin carga).
- Ruido muy fuerte en el transformador de voltaje y sobrecalentamiento en el núcleo y el devanado principal.
- Fallas por efecto térmico o ruptura del aislamiento de materiales eléctricos.
Prevención
Cuando se utiliza el transformador de voltaje inductivo de un solo polo, la ferroresonancia puede ocurrir si el circuito se cierra o durante el proceso de amortiguación de fallas a tierra.
También puede causar el sobrecalentamiento de un transformador de voltaje, generando daños importantes. Solo es posible amortiguar bajando el voltaje o conectando una resistencia óhmica fija.
Por supuesto, es posible prevenir grandes afectaciones tomando ciertas precauciones. La resistencia óhmica fija con devanado en triángulo abierto en el cableado secundario de los transformadores de voltaje es el método más práctico y barato.
También se puede prevenir, por medio del diseño o cambiando operaciones, al evitar configuraciones susceptibles. Esto consiste en prohibir ciertas configuraciones o tableros.
Asegurarse de que los valores de los parámetros del sistema no se incluyan —ni siquiera temporalmente — en un área de riesgo es otra manera de hacerlo. Un margen de seguridad es igualmente conveniente.
Finalmente, cerciorarse de que la energía suministrada por la fuente no es suficiente para sostener el fenómeno es un método más de prevención. Esta técnica consiste en introducir pérdidas que amortigüen la ferroresonancia cuando ocurra.
Referencias: Aktif Group
Electrical Engineering Portal
