Armonicas En Los Sistemas De Potencia

Armónicas en los Sistemas de Potencia
Frank E. Atencio E.
Facultad de Ingeniería Eléctrica, Universidad Tecnológica de Panamá
Centro Regional Chiriquí
edatencio27@hotmail.com

Abstract—Se ha observado un elevado nivel de corrientes armónicas múltiples impares de la fundamental de 60 Hz en los sistemas de distribución eléctrica, que se debe a la amplia difusión de reguladores de velocidadpara motores, ordenadores personales y fuentes de alimentación ininterrumpidas. Otros equipos habitualmente generadores de armónicos son las lámparas de descarga, los circuitos rectificadores y los transformadores sobrexcitados. Estas cargas no lineales no se ajustan a la marcha de las corrientes senoidales de las fuentes de suministro de corriente alterna. Por el contrario, recorren estas cargasescarpados pulsos de corriente, típicos de los rectificadores corriente alterna /corriente continua. Estas ondas de trazado no senoidal están constituidas por la suma de muchas componentes de más elevada frecuencia que son a las que se denomina corrientes armónicas.

I. INTRODUCCIÓN
Los armónicos son distorsiones de las ondas sinusoidales de tensión y/o 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 problemas tales como, el aumento de pérdidas de potencia activa, sobretensiones en los condensadores, errores de medición, mal funcionamiento deprotecciones, 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 aotras 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.
II. ORIGEN DE LAS ARMÓNICAS
En general, los armónicos son producidos por cargas no lineales, lo cual significaque 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 respecto a la tensión.
Existen dos categorías generadoras de armónicos. La primera es simplemente las cargas no lineales en las que la corriente que fluye por ellasno es proporcional a la tensión. Como resultado de esto, cuando se aplica una onda sinusoidal de una sola frecuencia, la corriente resultante no es de una sola frecuencia. Transformadores, reguladores y otros equipos conectados al sistema pueden presentar un comportamiento de carga no lineal y ciertos tipos de bancos de transformadores multifase conectados en estrella-estrella con cargasdesbalanceadas o con problemas en su puesta a tierra. Diodos, elementos semiconductores y transformadores que se saturan son ejemplos de equipos generadores de armónicos, estos elementos se encuentran en muchos aparatos eléctricos modernos. Invariablemente esta categoría de elementos generadores de armónicos, lo harán siempre que estén energizados con una tensión alterna. Estas son las fuentes originales dearmónicos que se generan sobre el sistema de potencia. El segundo tipo de elementos que pueden generar armónicos son aquellos que tienen una impedancia dependiente de la frecuencia.

A. Equipos que Producen Armónicas
1) Convertidores Electrónicos de Potencia:
Equipos de Computación, Control de Luminarias, UPS, Variadores Estáticos de Velocidad, PLC´s, Control de Motores, Televisores,...