驴Qu茅 es la ferroresonancia?

<p dir=”ltr” style=”text-align: left;”>La ferroresonancia es un fen贸meno de resonancia causado por la inductancia no lineal y la capacitancia del sistema. Para una mejor comprensi贸n de la ferrorresonancia, vale la pena recordar la resonancia lineal en el circuito LRC.

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resonancia lineal

Consideremos un circuito LRC lineal como se muestra en la figura a continuaci贸n.

ferroresonancia

Impedancia total de la red Z = (j蠅L 鈥 j/蠅C) donde w = 2蟺f

Si la frecuencia f var铆a de tal manera que Z = 0, entonces la corriente a trav茅s del circuito se disparar谩 ya que solo la resistencia R limitar谩 la corriente. Esta frecuencia (蠅 = 1/鈭歀C) se llama frecuencia de resonancia. En general, la resistencia de un sistema pr谩ctico es bastante baja en comparaci贸n con la inductancia y la capacitancia del circuito. Por lo tanto, en condiciones de resonancia, la corriente a trav茅s del circuito ser谩 te贸ricamente infinita pero en la pr谩ctica ser谩 bastante alta. Tal fen贸meno de resonancia se llama resonancia lineal ya que el valor de la inductancia (L) y la capacitancia (C) del circuito son fijos. Cabe se帽alar que, la resonancia lineal no tiene lugar a la frecuencia de la potencia como se desprende de la discusi贸n anterior.

ferroresonancia

Consideremos un sistema de potencia que consta de una fuente y un transformador. El Transformador se conecta a la fuente por medio de un Cable de alta capacitancia. En aras de la comprensi贸n y el c谩lculo pr谩ctico, ignoremos la capacitancia fase a fase y fase a tierra del transformador. Pero se debe tener en cuenta que a voltajes superiores a 15 kV, estas capacitancias se vuelven lo suficientemente significativas como para ser consideradas. El circuito equivalente monof谩sico del sistema se muestra en la siguiente figura.

Transformador de ferroresonancia

En la figura anterior, la capacitancia en derivaci贸n es la capacitancia del cable a tierra. Es obvio a partir de la figura anterior que, incluso en el caso de que el interruptor S2 est茅 abierto, la corriente de magnetizaci贸n I fluye a trav茅s del transformador a trav茅s de la capacitancia de derivaci贸n del cable. Por lo tanto, forma un circuito en serie de capacitancia del cable y reactancia del transformador.

La reactancia del transformador no es fija sino que var铆a. 驴C贸mo? De hecho, la reactancia del transformador no solo depende de la frecuencia, sino que tambi茅n depende del flujo magn茅tico en el n煤cleo del transformador. Por lo tanto, la reactancia seguir谩 la curva de saturaci贸n o magnetizaci贸n del n煤cleo como se muestra a continuaci贸n.

magnetizaci贸n-reactancia

As铆, para un valor particular de flujo en el n煤cleo, puede suceder que la reactancia inductiva sea igual a la reactancia capacitiva. Matem谩ticamente,

蠅L = 1/蠅C

L = 1/蠅2C ya que L es variable aqu铆.

Por lo tanto, para el valor anterior de la inductancia del transformador L, se producir谩 resonancia. Esta resonancia se llama ferroresonancia. Debido a la ferroresonancia, la corriente a trav茅s del circuito ser谩 muy alta. Esta alta corriente causar谩 sobrevoltaje debido a la impedancia del equipo como V = IRxZequipo donde IR = Corriente bajo ferroresonancia y Zequipo es la impedancia del equipo.

Diferencia entre ferroresonancia y resonancia lineal

La ferroresonancia es diferente de la resonancia lineal. Las siguientes son algunas diferencias importantes entre ellos:

  • La Resonancia Lineal tiene lugar a una frecuencia determinada por el valor de la inductancia y la capacitancia (w = 1 / 鈭歀C). La ferroresonancia tiene lugar a frecuencia industrial.
  • El valor de la reactancia inductiva a frecuencia industrial es constante en resonancia lineal. El valor de la reactancia inductiva no es lineal, seg煤n lo determina la curva de magnetizaci贸n/saturaci贸n del material del n煤cleo.

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