ARMÓNICOS
¿QUÉ SON LOS ARMÓNICOS?
Son distorsiones de las ondas sinusoidales de tensión y/o de corriente de los sistemas eléctricos, debido al uso de cargas con impedancia no lineal, a materiales ferromagnéticos, y en general al uso de equipos que necesiten realizar conmutaciones en su operación normal. La aparición de corrientes y/o tensiones armónicas en el sistema eléctrico crea problema tales como, el aumento de: pérdidas de potencia activa, sobretensiones en los condensadores, errores de medición, mal funcionamiento de protecciones, daño en los aislamientos, deterioro de dieléctricos, disminución de la vida útil de los equipos, entre otros.
En un sistema de potencia eléctrica, los aparatos y equipos que se conectan a él, tanto por la propia empresa como por los clientes, están diseñados para operar a 50 ó 60 ciclos, con una tensión y corriente sinusoidal. Por diferentes razones, se puede presentar un flujo eléctrico a otras frecuencias de 50 ó 60 ciclos sobre algunas partes del sistema de potencia o dentro de la instalación de un usuario. La forma de onda existente esta compuesta por un número de ondas sinusoidales de diferentes frecuencias, incluyendo una referida a la frecuencia fundamental.En la figura se observa la descomposición de una onda distorsionada en una onda sinusoidal a la frecuencia fundamental (60Hz) más una onda de frecuencia distinta. El término componente armónico o simplemente armónico, se refiere a cualquiera de las componentes sinusoidales mencionadas previamente, la cual es múltiplo de la fundamental. La amplitud de los armónicos es generalmente expresada en por ciento de la fundamental.
DEFINICIÓN MATEMÁTICA DE LA THD (Total Harmonic Distorsion)
Si en un sistema no lineal introducimos un tono de frecuencia ∫0, en la salida tendremos ese mismo tono (con una amplitud y fase posiblemente diferentes) y, sumando a el, otros tonos de frecuencia 2 ∫0, 3 ∫0, ...llamados armónicos del tono fundamental ∫0. Pues bien, el THD se calcula así:
THD= ∑ Potencia de los armonicos = P1+P2+P3+...+Pn
Potencia de la frecuencia fundamental P0
donde P0 es la potencia del tono fundamental y Pi con i>0 es la potencia del armónico i-ésimo que contiene la señal. Todas las medidas de potencia se realizan en la salida del sistema, mediante un filtro pasa banda y un osciloscopio o bien mediante un analizador de espectro.
En realidad existen varios criterios para definir la THD, distorsión armónica total, como considerar la relación entre voltajes y corrientes.
DISTORSIÓN ARMÓNICA EN ELECTRICIDAD
En sistemas eléctricos de corriente alterna los armónicos son, igual que en acústica, frecuencias múltiplo de la frecuencia fundamental de trabajo del sistema y cuya amplitud va decreciendo conforme aumenta el múltiplo. En el caso de sistema alimentados por la red de 50 Hz, pueden aparecer armónicos de 100, 150, 200, etc, Hz.
Cuando se habla de los armónicos en las instalaciones de energía, son los armónicos de corriente los más preocupantes, puesto que son corrientes que generan efectos negativos. Es habitual trabajar únicamente con valores correspondientes a la distorsión armónica total (THD).
Tipos de equipos que generan armónicos:
Métodos para reducir los armónicos:
¿QUÉ SON LOS ARMÓNICOS?
Son distorsiones de las ondas sinusoidales de tensión y/o de corriente de los sistemas eléctricos, debido al uso de cargas con impedancia no lineal, a materiales ferromagnéticos, y en general al uso de equipos que necesiten realizar conmutaciones en su operación normal. La aparición de corrientes y/o tensiones armónicas en el sistema eléctrico crea problema tales como, el aumento de: pérdidas de potencia activa, sobretensiones en los condensadores, errores de medición, mal funcionamiento de protecciones, daño en los aislamientos, deterioro de dieléctricos, disminución de la vida útil de los equipos, entre otros.
En un sistema de potencia eléctrica, los aparatos y equipos que se conectan a él, tanto por la propia empresa como por los clientes, están diseñados para operar a 50 ó 60 ciclos, con una tensión y corriente sinusoidal. Por diferentes razones, se puede presentar un flujo eléctrico a otras frecuencias de 50 ó 60 ciclos sobre algunas partes del sistema de potencia o dentro de la instalación de un usuario. La forma de onda existente esta compuesta por un número de ondas sinusoidales de diferentes frecuencias, incluyendo una referida a la frecuencia fundamental.En la figura se observa la descomposición de una onda distorsionada en una onda sinusoidal a la frecuencia fundamental (60Hz) más una onda de frecuencia distinta. El término componente armónico o simplemente armónico, se refiere a cualquiera de las componentes sinusoidales mencionadas previamente, la cual es múltiplo de la fundamental. La amplitud de los armónicos es generalmente expresada en por ciento de la fundamental.
Si en un sistema no lineal introducimos un tono de frecuencia ∫0, en la salida tendremos ese mismo tono (con una amplitud y fase posiblemente diferentes) y, sumando a el, otros tonos de frecuencia 2 ∫0, 3 ∫0, ...llamados armónicos del tono fundamental ∫0. Pues bien, el THD se calcula así:
THD= ∑ Potencia de los armonicos = P1+P2+P3+...+Pn
Potencia de la frecuencia fundamental P0
donde P0 es la potencia del tono fundamental y Pi con i>0 es la potencia del armónico i-ésimo que contiene la señal. Todas las medidas de potencia se realizan en la salida del sistema, mediante un filtro pasa banda y un osciloscopio o bien mediante un analizador de espectro.
En realidad existen varios criterios para definir la THD, distorsión armónica total, como considerar la relación entre voltajes y corrientes.
DISTORSIÓN ARMÓNICA EN ELECTRICIDAD
En sistemas eléctricos de corriente alterna los armónicos son, igual que en acústica, frecuencias múltiplo de la frecuencia fundamental de trabajo del sistema y cuya amplitud va decreciendo conforme aumenta el múltiplo. En el caso de sistema alimentados por la red de 50 Hz, pueden aparecer armónicos de 100, 150, 200, etc, Hz.
Cuando se habla de los armónicos en las instalaciones de energía, son los armónicos de corriente los más preocupantes, puesto que son corrientes que generan efectos negativos. Es habitual trabajar únicamente con valores correspondientes a la distorsión armónica total (THD).
Tipos de equipos que generan armónicos:
- Fuentes de alimentación de funcionamiento conmutado (SMPS).
- Estabilizadores electrónicos de dispositivos de iluminación fluorescente
- Pequeñas unidades de Sistemas de Alimentación Ininterrumpida (SAI o UPS).
- En cargas trifásicas: motores de velocidad variable y grandes unidades de UPS.
- Sobrecarga de los conductores neutros.
- Sobrecalentamiento de los transformadores.
- Disparos intempestivos de los interruptores automáticos.
- Sobrecarga de los condensadores de corrección del factor de potencia.
Métodos para reducir los armónicos:
- Filtros pasivos.
- Transformadores de aislamiento.
- Soluciones activas.
No hay comentarios.:
Publicar un comentario
Agradecemos los buenos comentarios al visitar nuestro blog y esperamos que el contenido sea de vuestro agrado y utilidad.