Análisis, síntesis y evaluación de estabilizadores de múltiples tomas rápidos para la reducción del parpadeo (flicker) provocado por hornos de arco de corriente alterna clásicos

Resumen

El concepto de la calidad del suministro eléctrico ha experimentado una evolución importante en los últimos años. Debido a las nuevas exigencias en cuanto a calidad de red y al progreso en la tecnología de semiconductores, los equipos para la corrección de perturbaciones de la red basados en dispositivos electrónicos han sufrido un importante impulso ya que son mucho muy versátiles y permiten resolver cuestiones que resultaban prácticamente imposibles de atajar con equipos electrotécnicos. El horno de arco eléctrico de c.a. utilizado para la fusión de acero es una de las principales cargas no lineales y perturbadoras de la red eléctrica y en esta tesis se presenta una nueva solución electrónica para reducir las perturbaciones que genera. El horno de arco es la principal fuente de fluctuaciones de tensión, denominadas parpadeo o flicker, que suelen provocar molestias en las personas o daños en equipos eléctricos. La tesis plantea un nuevo método empleando estabilizadores de tomas rápidos basados en interruptores electrónicos, con capacidad de realizar conmutaciones subcíclicas (varias dentro de un ciclo de la red). Se realiza un análisis sistemático de las posibles configuraciones y variantes del equipo, y una posterior síntesis comparativa que indica claramente las soluciones más interesantes desde criterios técnicos y económicos. Los problemas de diseño derivados de las elevadas potencias e intensidades manejadas han sido tenidos en cuenta y resueltos hasta una fase de prediseño industrial avanzado de los principales componentes eléctricos involucrados. Finalmente, la solución elegida como idónea se simula en el dominio del tiempo con los registros eléctricos de las perturbaciones ocasionadas por un horno de arco real para corroborar el análisis de las conmutaciones realizado previamente y la viabilidad general del nuevo método. Los resultados obtenidos confirman este nuevo método basado en estabilizadores de tomas rápidos como una alternativa técnica y económicamente competitiva con respecto a otros métodos en uso para reducir el parpadeo generado por los hornos de arco.