Caracterización y análisis de perturbaciones eléctricas en plantas industriales (acerías)

• Autores: Issouribehere, Fernando; Barbera, Gustavo Ariel; Mayer, Hugo Gastón; Leibovich, Pablo Ezequiel
• Año de publicación: 2025
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: documento de conferencia
• Materia: Ingeniería; acerías; perturbaciones eléctricas
• Institución: Universidad Nacional de La Plata

Una de las formas de obtención del acero es empleando chatarras férricas como materia prima. Para ello se utiliza exclusivamente el horno de arco eléctrico, el cual consiste en un gran recipiente cilíndrico de chapa gruesa forrado de material refractario. El mismo cuenta con electrodos, los que están conectados a un transformador que proporciona las condiciones de tensión y corriente adecuadas para producir un arco eléctrico, hasta fundir completamente el material cargado (chatarra). El proceso se repite hasta completar la capacidad del horno, constituyendo este acero una colada. Los hornos de arco eléctrico representan una de las fuentes de perturbaciones eléctricas más críticas, debido a las grandes e irregulares variaciones de la corriente que absorben, sobre todo en los primeros minutos de la fusión (cuando gran parte de la chatarra se encuentra sólida). El afino del acero se lleva a cabo en dos etapas. La primera, en el propio horno de arco, y la segunda en un horno de tipo cuchara, en el cual además termina de ajustarse la composición del acero y de dársele la temperatura adecuada para la siguiente fase del proceso. Por otro lado, las acerías también cuentan con trenes de laminación, los que están conformados por parejas de cilindros que van reduciendo gradualmente la sección de la pieza de hierro. Dicho tren se controla de forma automática, utilizando para ello motores accionados por variadores de velocidad. Los hornos de tipo cuchara y los trenes de laminación, aunque en menor medida que los hornos de arco eléctrico, también son considerados cargas perturbadoras para los sistemas eléctricos. Los niveles de las perturbaciones generadas por estas cargas, enmarcadas en conceptos tales como Compatibilidad Electromagnética y Calidad de Energía, deben mantenerse dentro de ciertos límites puesto que, de lo contrario, podrían generar inconvenientes, no sólo dentro de la propia planta con otras cargas existentes (sensibles a tales perturbaciones), sino también con la empresa prestataria del servicio eléctrico. Una división importante de las perturbaciones es entre eventos y variaciones. Los eventos son perturbaciones repentinas con un comienzo y un final (tales como huecos, interrupciones breves y sobretensiones), mientras que las variaciones son perturbaciones de estado estacionario, o casi estacionario, que requieren mediciones continuas para su caracterización (entre ellas armónicas, desbalance y flicker). A continuación, se definen, de manera sucinta, estas tres últimas. Se define a una armónica como una señal cuya frecuencia es un múltiplo entero de la frecuencia fundamental del sistema (50 Hz para Argentina). Generalmente, las armónicas se ponderan en el dominio de la frecuencia y suelen ser generadas por cargas alineales (p.e. rectificadores). El desbalance de la tensión se refiere a los desequilibrios producidos en las tensiones trifásicas, que se manifiestan en diferencias en las amplitudes, o en las fases de las tensiones, fase-neutro o fasefase. Finalmente, se define al flicker como la sensación visual experimentada por un observador sometido a variaciones de la intensidad de la iluminación, a causa de una fluctuación en la tensión de alimentación. En ese marco, el IITREE FI-UNLP asiduamente realiza estudios en diversas acerías del país, a los efectos de caracterizar el tipo y el nivel de perturbaciones presentes en las mismas. En el desarrollo de tales estudios, se efectúan mediciones de campo, con distinto tipo de equipamiento. En el presente trabajo se presentarán resultados obtenidos en dos de las acerías más importantes del país, aquí llamadas Acería A y Acería B, respectivamente.
Facultad de Ingeniería