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Los componentes capacitivos y resistivos en los sistemas eléctricos generalmente pueden considerarse parámetros lineales, pero los componentes inductivos no lo son. Debido a la presencia de elementos inductivos con distintas características en el circuito oscilante,
(1) Resonancia lineal
El circuito resonante está compuesto por elementos inductivos sin núcleos de hierro o por elementos inductivos con núcleos de hierro cuyas características de excitación son casi lineales, y por elementos capacitivos en el sistema. Bajo la acción de una fuente de alimentación senoidal, puede producirse resonancia lineal cuando la frecuencia natural del sistema es igual o cercana a la frecuencia de la fuente de alimentación.
(2) Resonancia paramétrica
El circuito resonante está compuesto por elementos inductivos y elementos capacitivos del sistema con cambios periódicos en los parámetros de inductancia. Cuando los parámetros se ajustan adecuadamente, la variación periódica de la inductancia suministra continuamente energía al sistema resonante, lo que provocará una resonancia paramétrica.
(3) Resonancia ferromagnética
El circuito resonante está compuesto por componentes inductivos con núcleos de hierro y componentes capacitivos en el sistema. Debido a la saturación del núcleo de hierro, los parámetros de inductancia del elemento inductivo con núcleo de hierro son no lineales. Este tipo de circuito que contiene elementos inductivos no lineales generará resonancia ferromagnética cuando se cumplan ciertas condiciones de resonancia.
Debido a la coordinación inadecuada de los parámetros de inductancia y capacitancia, en el sistema ocurren diversos fenómenos de resonancia a largo plazo y sobretensiones por resonancia causadas por el aumento de tensión. Los tipos más comunes incluyen sobretensiones por resonancia lineal, sobretensiones por resonancia ferromagnética y sobretensiones por resonancia paramétrica. Entonces, ¿por qué la resonancia ferromagnética es la más difícil de prevenir, y cuáles son sus características y peligros?
Características de la resonancia ferromagnética
(1) La aparición de la resonancia ferromagnética requiere que la frecuencia natural compuesta por el valor inicial de la inductancia del núcleo de hierro y la capacitancia equivalente en ambos extremos de la inductancia sea menor y cercana a la frecuencia de resonancia.
(2) Cuando los parámetros del circuito cambian suavemente, habrá un salto en el voltaje y la corriente resonantes.
(3) Ocurre el fenómeno de inclinación inversa durante la resonancia
(4) La frecuencia de resonancia debe estar compuesta por la frecuencia fundamental de la fuente de alimentación y sus múltiplos fraccionarios o enteros simples de alta frecuencia.
(5) Después de la resonancia, puede mantener un estado estable por sí mismo.
(6) La resonancia se genera generalmente mediante una excitación externa cuando el sistema está sometido a perturbaciones suficientemente intensas, y también puede ser autoexcitada bajo ciertas condiciones.
Al conmutar o presentar un mal funcionamiento, estos componentes inductivos y capacitivos pueden formar circuitos osciladores con distintas frecuencias naturales, provocando resonancia bajo la acción de una serie de potencia externa y generando sobretensiones por resonancia ferromagnética. Las resonancias ferromagnéticas más comunes incluyen la resonancia por desconexión del transformador de potencial (TP), la transmisión de sobretensión, la resonancia ferromagnética causada por transformadores electromagnéticos de tensión y la resonancia ferromagnética en líneas con compensación mediante condensadores en serie. La ferroresonancia no solo puede dañar el aislamiento y quemar equipos eléctricos, sino que también puede afectar el funcionamiento normal de los dispositivos de protección contra sobretensiones. Por lo tanto, la sobretensión por resonancia ferromagnética es la más común y la más difícil de prevenir entre las sobretensiones por resonancia.