1. Armónicos en líneas, causas y medios para atenuarlos.
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INFORME SOBRE ARMONICOS EN LINEAS, SUS CAUSAS Y LOS
MEDIOS PARA ATENUARLOS
Integrante Eduardo Sánchez C: I 15, 745,461
e-mail: espejismo867@gmail.com
RESUMEN: hablar de armónicos en líneas eléctricas Problemas en su puesta a tierra. Diodos, elementos
es referirse a las distorsiones producidas en las ondas semiconductores y transformadores que se saturan son
de tensión y/o corriente, los armónicos aunque no ejemplos de equipos generadores de armónicos, estos
puedan ser eliminados de los sistemas eléctricos si elementos se encuentran en muchos aparatos eléctricos
pueden ser atenuados mediante el empleo de equipos modernos. Invariablemente esta categoría de elementos
de filtrado activo, pasivo e híbrido y transformación de generadores de armónicos, lo harán siempre que estén
separación, es importante mantener los armónicos bajo energizados con una tensión alterna. Estas son las
Cierto control para así evitar males como la disminución fuentes originales de armónicos que se generan sobre el
de la vida útil de los equipos electrodomésticos, los Sistema de potencia. El segundo tipo de elementos que
errores de medición etc. pueden generar armónicos son aquellos que tienen una
impedancia dependiente de la frecuencia.
PALABRAS CLAVE: armónicos, causas, filtros, líneas.
Contenido Normal De Armónicos.
1 INTRODUCCIÓN
Los armónicos son distorsiones de las ondas Los armónicos crean problemas sólo cuando interfieren
sinusoidales de tensión y/o corriente de los sistemas con la operación propia del equipo, incrementando los
eléctricos, debido al uso de cargas con impedancia no niveles de corriente a un valor de saturación o
lineal, a materiales ferro magnéticos, y en general al uso sobrecalentamiento del equipo o cuando causan otros
de equipos que necesiten realizar conmutaciones en su problemas similares. También incrementan las pérdidas
operación normal. La aparición de corrientes y/o eléctricas y los esfuerzos térmicos y eléctricos sobre los
tensiones armónicas en el sistema eléctrico crea equipos. Los armónicos lo que generalmente originan
problemas tales como, el aumento de pérdidas de son daños al equipo por sobrecalentamiento de
potencia activa, sobretensiones en los condensadores, devanados y en los circuitos eléctricos, esta es una
errores de medición, mal funcionamiento de acción que destruye los equipos por una pérdida de vida
protecciones, daño en los aislamientos, deterioro de acelerada, los daños se pueden presentar pero no son
dieléctricos, disminución de la vida útil de los equipos, reconocidos que fueron originados por armónicos. El
entre otros. nivel de armónicos presente puede estar justamente
abajo del nivel que pueden causar problemas,
incrementar este valor límite puede presentarse en
2 ARMONICOS cualquier momento y pasar a un valor donde no se
pueden tolerar.
En general, los armónicos son producidos por cargas no
lineales, lo cual significa que su impedancia no es Equipos Que Producen Armónicos.
constante (está en función de la tensión). Estas cargas
no lineales a pesar de ser alimentadas con una tensión Convertidores Electrónicos de Potencia:
sinusoidal adsorben una intensidad no sinusoidal,
pudiendo estar la corriente desfasada un ángulo
respecto a la tensión. Equipos de Computación, Control de Luminarias, UPS,
Variadores Estáticos de Velocidad, PLC´s, Control de
Motores, Televisores, Microondas, Fax, Fotocopiadoras,
Existen dos categorías generadoras de armónicos. La Impresoras, etc.
primera es simplemente las cargas no lineales en las
que la corriente que fluye por ellas no es proporcional a
la tensión. Como resultado de esto, cuando se aplica Equipos con Arqueo de Electricidad:
una onda sinusoidal de una sola frecuencia, la corriente
resultante no es de una sola frecuencia. Hornos de Fundición, Balastros Electrónicos, Equipos de
Transformadores, reguladores y otros equipos Soldadura Eléctrica,
conectados al sistema pueden presentar un
comportamiento de carga no lineal y ciertos tipos de Sistemas de Tracción Eléctrica.
bancos de transformadores multifase conectados en
estrella-- estrella con cargas desbalanceadas o con
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Equipos Ferro magnéticos: Figura 2
Transformadores Operando Cerca del Nivel de
Saturación, Balastos Magnético.
2.1 Influencia De Los Armónicos En El
Sistema
La Figura 1 ilustra la respuesta obtenida en el nodo 4, al
final de la línea de transmisión. Las formas de onda
distorsionadas de voltaje y su contenido armónico
mostrado en las Figuras 2 y 3 ilustran el efecto
combinado del desbalance intrínseco del sistema,
saturación e interacción de armónicos entre estator-rotor
en el generador, saturación del transformador, núcleo
magnético (3 columnas), configuración eléctrica (estrella
aterrizada-delta) y efecto de la línea de transmisión.
Figura 3
3 CAUSAS: En general, los armónicos son
producidos por cargas no lineales, lo cual significa que
su impedancia no es constante (está en función de la
tensión). Estas cargas no lineales a pesar de ser
alimentadas con una tensión sinusoidal adsorben una
intensidad no sinusoidal, pudiendo estar la corriente
desfasada un ángulo j respecto a la tensión. Para
simplificar se considera que las cargas no lineales se
comportan como fuentes de intensidad que inyectan
armónicos en la red.
Figura 1 Las cargas armónicas no lineales más comunes son las
que se encuentran en los receptores alimentados por
electrónica de potencia tales como: variadores de
velocidad, rectificadores, convertidores, etc. Otro tipo de
cargas tales como: reactancias saturables, equipos de
soldadura, hornos de arco, etc., también inyectan
armónicos. El resto de las cargas tienen un
comportamiento lineal y no generan armónicos
inductancias, resistencias y condensadores.
Existen dos categorías generadoras de armónicos. La
primera es simplemente las cargas no lineales en las
que la corriente que fluye por ellas no es proporcional a
la tensión.
El segundo tipo de elementos que pueden generar
armónicos son aquellos que tienen una impedancia
dependiente de la frecuencia.
4 MEDIOS PARA ATENUARLOS:
Usualmente la solución al problema de armónicos es
eliminar los síntomas y no el origen, los aparatos que
crean los armónicos generalmente constituyen una
pequeña parte de la carga, eliminar su uso no es
posible, modificar esos equipos para que no causen
armónicos tampoco es factible. Lo que nos queda es
reducir los síntomas ya sea incrementando la tolerancia
del equipo y del sistema a los armónicos o modificar los
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circuitos y los sistemas para reducir su impacto, atrapar,
o bloquear los armónicos con filtros. Por supuesto hay
excepciones. En casos de sobrecarga, daño de equipo o
diseño inapropiado, estas causas que generan
armónicos pueden ser corregidas, similarmente un
aparato o equipo particular que produce un alto nivel de
armónicos debe ser modificado o reemplazado.
Los medios disponibles para atenuar o disminuir el
fenómeno conocido como armónicos en líneas se basan
en el control de la magnitud de las corrientes con
armónicos.
fig4
Y para eso se disponen de sistemas como los filtros de
tipo pasivos, de tipo activo y de tipo híbridos y de
transformación de separación.
Esquema del sistema de filtrado activo/pasivo fig. 4
LOS FILTROS: Los filtros se utilizan para bloquear o 4.1 transformadores de separación.
atrapar la energía de los armónicos de tal manera que Es otro de los medios útiles para atenuar el
no fluya por los equipos o que no entre al sistema, son problema de los armónicos en las
las dos soluciones más usadas para el problema de los corrientes/tensiones eléctricas estos se pueden
armónicos. Los filtros Son usualmente aplicados como hacer con distintas formas de embobinado, como
un camino en paralelo con el usuario o con el equipo triangulo, sig-sag. Y al igual que los filtros estos se
que crea armónicas, como se indica en la figura. Ambos instalan de forma paralela a la fuente de
filtros el activo y el pasivo desvían las corrientes alimentación. Por conveniencia están destinados a
armónicas Lh por una trayectoria para desviarles del separar las corrientes armónicas triples N de las
sistema, con esto se deja que solo la corriente de carga fuentes.
fluya al sistema: los filtros pasivos proporcionan una
impedancia muy baja en la trayectoria en paralelo, los
filtros activos originan que la corriente armónica fluya 5 REFERENCIAS:
con una corriente que ellos mismos generan,
esencialmente forzándola por su trayectoria. 1) http://www.suomitec.com/Suomitec/armonicos.htm
2) http://www.monografias.com/trabajos21/armonicos/
Los filtros híbridos: que usan filtros activos y pasivos
armonicos.shtml
son colocados en serie y en paralelo en la carga de los
usuarios, se combina en este caso un comportamiento 3) http://html.rincondelvago.com/armonicos.html
mejor con un menor costo y menor consumo de
potencia. 4) Adaptado por Eduardo Sánchez
Sección G-004N
Los filtros son elementos cuya impedancia varía con la
frecuencia. También tienen el potencial de crear y
amplificar el problema de las armónicas, a menos que
cuidadosamente sean localizados y diseñados, en
algunos casos un diagnóstico y diseño pobres, origina
que el remedio sea peor que la enfermedad.
Los filtros pasivos: son los más simples, más
económicos, pero menos flexibles y efectivos para filtrar
armónicas. Son elementos puramente pasivos, usados
por las empresas como circuitos en paralelo en la
entrada de los servicios con problemas de generación
de armónicas, evitando de esta manera que entren al
sistema de distribución.
Los Filtros activos.- Son elementos de potencia, los
cuales trabajan usando un convertidor de potencia
conectado en paralelo para producir corrientes
armónicas iguales a las que se encuentran en la
corriente de carga, asegurando que su trayectoria sea la
de sacar las corrientes armónicas fuera de la trayectoria
del sistema de distribución
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