The effects on radial distribution networks caused by replacing incandescent lamps with compact fluorescent lamps and LEDs

Efectos sobre los circuitos de distribución causados por el reemplazo de lámparas incandescentes con bombillas fluorescentes compactas y LEDs

Las bombillas fluorescentes compactas y los diodos emisores de luz de alta potencia usan un dispositivo electrónico que inyecta armónicos en las redes de distribución, alterando los índices de calidad de la potencia. Este artículo muestra la caracterización eléctrica de este tipo de lámparas y el resultado de la simulación de un circuito de distribución radial que alimenta a consumidores residenciales que utilizan este tipo de cargas armónicas. El objetivo es el de analizar el efecto en los sistemas de distribución debido a la alta penetración de BFCs y LEDs

INTRODUCCIÓN

Las políticas internacionales de cuidado y preservación del medio ambiente han fomentado el uso de tecnologías de alta eficiencia. La Unión Europea, Argentina, Canadá, California, Australia, Filipinas, Rusia, Colombia y otros países han prohibido la producción, importación, venta y uso de bombillas incandescentes ineficientes durante los últimos años y han promovido la implantación de lámparas fluorescentes compactas (CFL) y diodos emisores de luz de alta potencia (LED) en las instalaciones domésticas.

Las CFL y los LED tienen una larga vida y una alta eficacia luminosa, pero utilizan un dispositivo electrónico para su funcionamiento. Estos dispositivos (balastos y controladores) son cargas no lineales que inyectan armónicos en la red eléctrica. Dado que la iluminación consume alrededor del 20% de la electricidad generada en Estados Unidos, la Unión Europea (Acevedo et al, 200, pp. 481-510) y muchos países del mundo, el cambio masivo de bombillas incandescentes a LED y CFL puede producir graves problemas en los sistemas de distribución, como niveles de distorsión de tensión inaceptables [3], destrucción de condensadores de factor de potencia y mal funcionamiento de los equipos (Watson et al, 2009, pp 1521-1528).

El objetivo principal de este trabajo era analizar el efecto de la penetración a gran escala de las CFL y los LED en los sistemas de distribución (Blanco,2010), (Cunill et al, 2007, pp. 2305-2311). Se realizaron pruebas eléctricas con un grupo de CFLs y LEDs para caracterizar la carga armónica.  Con esta información, se realizaron simulaciones en un circuito de distribución real utilizando DigSilent (Blanco,2010).