Estudio y caracterización armónica de las lámparas fluorescentes compactas de baja potencia

Author

Cunill Solà, Jordi

Director

Sainz Sapera, Luis

Date of defense

2018-01-30

Pages

165 p.



Department/Institute

Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria Elèctrica

Abstract

This Doctoral Thesis is framed within the generic issue of power quality and more specifically in the study and harmonic characterization of low power compact fluorescent lamps (CLFs) with integrated ballast, also called saving lamps. The main goal of this work is focused on the modeling of these lamps in their outward behavior, as a black box (black box model), without going into the circuits an internal electronic devices. It is especially relevant in the model the current waveform consumed in function of the applied voltage because it usually has a high harmonic distortion rate, with obvious consequences for the electrical installations and the power quality. In this sense, the harmonic emissions of the lamps have been characterized, based on the developed model, to be used in harmonic power flow (HPF) programs in electric networks with high penetration of such loads. A methodology has also been developed for the estimation of characteristic parameters of the model which influence on its behaviour and its emission of harmonics. The developed model as well the estimation of its parameters allow adjusting the waveform of the consumed current for different supply voltage values and evaluating the impact of the lamps on the electrical networks. In particular, the thesis has studied the influence of these lamps on the current flow by the neutral conductor in three-phase systems.


La present tesi doctoral s'emmarca dins el tema genèric de la qualitat de subministrament d'energia elèctrica i més concretament en l'estudi i caracterització harmònica de les làmpades fluorescents compactes (compact fluorescents lamps, CFLs) de baixa potència amb reactància electrónica, també anomenades de baix consum. El principal objectiu d'aquest treball s'ha centrat en la modelització d'aquestes làmpades en referència al seu comportament extern, com si es tractes d'una caixa negra, (model black box), sense entrar en els seus circuits i dispositius electrònics interns. En aquesta modelització és especialment rellevant l'ona de corrent absorbit en funció de la tensió aplicada, ja que habitualment presenta una alta taxa de distorsió harmònica, amb la conseqüent afectació a les instal·lacions elèctriques i a la qualitat de l'ona de tensió. En aquest sentit, s'han caracteritzat, a partir del model desenvolupat, les emissions harmòniques de les làmpades per poder utilitzar-les en programes de fluxos de potència amb harmònics en xarxes elèctriques amb gran penetració d'aquest tipus de càrregues. També s'ha desenvolupat una metodologia per a l'estimació de paràmetres característics del model que influeixen en el seu comportament i en la seva emissió d'harmònics. Tant el model produït com l'estimació dels seus paràmetres permeten ajustar satisfactòriament la forma d'ona del corrent absorbit per diferents valors de la tensió d'alimentació i poder avaluar així l'impacte de les làmpades a les instal·lacions elèctriques. En particular, la tesi ha estudiat la influència d'aquestes càrregues sobre la circulació del corrent pel conductor neutre en instal·lacions trifàsiques


La presente Tesis Doctoral se enmarca dentro del tema genérico de la calidad de suministro de energia elèctrica y más concretamente en el estudio y caracterización armónica de las lámparas fluorescentes compactas (compact fluorescents lamps, CFLs) de baja potència con balasto electrónico integrado, también llamadas de bajo consumo. El principal objectivo de este trabajo se ha centrado en la modelización de estas lámparas en cuanto a su comportamiento externo, como si se tratara de una caja negra, (modelo black box), sin entrar en los circuitos y dispositivos electrónicos internos de las mismas. En esta modelización es especialmente relevante la onda de corriente consumida en función de la tensión aplicada, ya que habitualmente presenta una alta tasa de distorsión armónica, con la consecuente afectación a las instalaciones eléctricas y a la cualidad de la onda de tensión. En este sentido, se han caracterizado, a partir del modelo desarrollado, las emisiones armónicas de las lámparas para poder utilizarlas en programas de flujos de potencia con armónicos en redes eléctricas con gran penetración de este tipo de cargas. También se ha desarrollado una metodologia pera la estimación de parámetros característicos del modelo que influyen en su comportamiento y en su emisión de armónicos. El modelo desarrollado y la estimación de sus parámetros permiten ajustar la forma de onda de la corriente absorbida para diferentes valores de la tensión de alimentación. Esto permite evaluar el impacto de las lámparas en las instalaciones eléctricas. En particular, la Tesis ha estudiado la influencia de dichas cargas sobre la circulación de la corriente por el conductor neutro en instalaciones trifàscas.

Keywords

Lámpara fluorescente compacta; Armónicos en sistemas de potencia; Cargas no lineales; Calidad de potencia; Corriente de neutro; Compact fluorescent lamps; Power systems harmonics; Non-linear loads; Power quality; Neutral current

Subjects

621.3 Electrical engineering; 628 - Public health engineering. Water. Sanitation. Illuminating engineering

Knowledge Area

Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria elèctrica

Documents

TJCS1de1.pdf

5.152Mb

 

Rights

ADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs.

This item appears in the following Collection(s)