Conozca la importancia de los Autotransformadores en la Iluminación Inteligente de las Ciudades
Este artículo ha considerado una prueba comparativa entre dos tecnologías para sistemas de atenuación central. La primera se basa en un autotransformador con múltiples tomas, y la segunda se basa en una topología MC monofásica. Ambas tecnologías pueden utilizarse en sistemas de iluminación adaptativa para la iluminación de calles basada en lámparas HID y balastros magnéticos.
Se ha realizado una prueba operativa, utilizando lámparas de vapor de mercurio de alta presión de 10 kW como carga, con el fin de evaluar las características principales de los dos sistemas de atenuación central. En este sentido, se han comparado el voltaje de salida, la corriente de salida, la potencia de salida, la eficiencia energética y el factor de potencia (PF).
Los resultados obtenidos nos permiten concluir que los sistemas clásicos de atenuación central basados en autotransformadores todavía ofrecen mejores rendimientos eléctricos si se comparan con los sistemas de atenuación central basados en convertidores conmutados de alta frecuencia.
La iluminación de calles es un servicio público que los gobiernos y municipios deben ofrecer debido a su importante papel en proporcionar comodidad y mejorar la seguridad de los ciudadanos. En este sentido, varios estudios muestran el efecto que tiene la iluminación de calles en los accidentes de tráfico, el crimen, el miedo y el uso de las calles peatonales después del anochecer. Incrementar el negocio local, promover el desarrollo económico y los factores estéticos también son sus funciones.
La energía consumida por la iluminación de calles en la Unión Europea (UE)-27 durante el año 2007 se estima en 37 TWh, lo que representa el 1.3% del consumo total de electricidad, con un costo aproximado de 2.5 mil millones de euros. Estos datos sitúan el consumo de energía de la iluminación de calles entre 45 kWh/cap (kilovatio-hora por habitante y año) en países como Alemania o Países Bajos y 85 kWh/cap en países como Eslovenia o España, siendo el consumo medio de energía en la UE-27 de 50 kWh/cap.
Esta metodología se desarrolla para calcular las reactancias de la bobina del autotransformador y formular la matriz de inductancia de fuga inversa. La formulación se basa en datos de impedancia de cortocircuito que generalmente se proporcionan en informes de prueba estándar de fábrica. Finalmente, esta representación de fuga se incorpora en un nuevo modelo de transformador «híbrido» para la simulación de comportamientos transitorios a bajas y medias frecuencias.
El avance clave es establecer un punto de acoplamiento topológicamente correcto para el núcleo. La representación de fuga de bobinado resultante «N+1» no puede ser producida directamente por la rutina de soporte BCTRAN comúnmente utilizada en EMTP.
La representación de fuga N+1 desarrollada aquí incluye las inductancias de fuga entre el núcleo y las bobinas, las cuales no se consideran en implementaciones típicas de EMTP, como BCTRAN. Las bobinas reales del transformador están representadas, en contraposición a un equivalente de caja negra de bobinado N. Los parámetros pueden obtenerse a partir de la información de diseño o de mediciones de fábrica. La implementación es intuitiva y se basa en la matriz [A] que se usa comúnmente en programas EMTP. Los resultados del modelo construido y probado aquí coinciden con los informes de prueba de fábrica. Este modelo de fuga puede utilizarse como la base de modelos de transformadores topológicamente correctos para bajas y medias frecuencias, con representaciones para el núcleo, efectos capacitivos y resistencias de bobina construidas alrededor de él.
Por lo tanto, es útil documentar el desarrollo de esta representación de inductancia de fuga «N+1», que también está en forma de la matriz [A] (matriz inversa de inductancia [L]^-1). Los elementos que forman esta matriz incluyen el efecto de las respectivas relaciones de vueltas entre bobinas. La representación es de las bobinas reales en serie, comunes y delta, y no del equivalente típicamente asumido de «caja negra» de tres bobinados.
La reducción del consumo de energía en la iluminación de calles proporciona ahorros significativos a los propietarios, reduce los impuestos, disminuye la carga sobre el sistema eléctrico y reduce las emisiones de gases de efecto invernadero. En este sentido, las nuevas tecnologías pueden ofrecer un gran potencial para el ahorro de energía en sistemas de iluminación de calles. La sustitución de la iluminación de calles existente por sistemas de iluminación inteligentes puede reducir el consumo de energía en aproximadamente un 70%.
