Armonicos

“MEDICIÓN Y ANÁLISIS DE ARMONICOS EN SISTEMAS ELÉCTRICOS INDUSTRIALES”

1. OBEJTIVOS

 Detectar armónicos con instrumentos de verdadero valor eficaz (TRUE RMS)
 Medir los niveles de armónicos en un circuito con carga no lineal, utilizando un analizador de redes.
 Utilizar las series de Fourier en el análisis de los sistemas eléctricos, determinando distorsión total armónica (THD)
Proponer soluciones a la presencia de armónicos en un circuito.

2. INTRODUCCIÓN TEÓRICA
ARMONICOS

Los armónicos son distorsiones de las ondas senosoidales 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 apariciónde 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 de protecciones, daño en los aislamientos, deterioro de dieléctricos, disminución de la vida útil de los equipos, entre otros.
Las soluciones a dicho problema se realizan en formajerarquizada; primero en forma particular, resolviendo el problema de inyección de armónicos por parte del usuario al sistema (diseñando y ubicando filtros en el lado de baja tensión, usando el transformador como barrera); y segundo, resolviendo el problema en forma global, buscando reducir las pérdidas y mantener los niveles de armónicos por debajo de los límites permitidos, en este caso, se trata de unproblema de optimización donde se determina la ubicación de los compensadores (condensadores, filtros pasivos, filtros activos).

Independientemente del tipo de compensador utilizado para reducir los niveles de armónicos en el sistema o en el usuario, se debe analizar la forma en que el compensador afecta a la impedancia al variar la frecuencia, esto con el fin de determinar resonancias serie(baja impedancia al paso de corriente) y paralelo (baja admitancia a la tensión de alimentación).


Figura 1.





SERIE DE FOURIER

Una serie de Fourier es una serie infinita que converge puntualmente a una función continua y periódica. Las series de Fourier constituyen la herramienta matemática básica del análisis de Fourier empleado para analizar funciones periódicas através de la descomposición de dicha función en una suma infinitesimal de funciones senoidales mucho más simples (como combinación de senos y cosenos con frecuencias enteras). El nombre se debe al matemático francés Jean-Baptiste Joseph Fourier que desarrolló la teoría cuando estudiaba la ecuación del calor. Fue el primero que estudió tales series sistemáticamente, y publicando sus resultados inicialesen 1807 y 1811. Esta área de investigación se llama algunas veces Análisis armónico.
Es una aplicación usada en muchas ramas de la ingeniería, además de ser una herramienta sumamente útil en la teoría matemática abstracta. Areas de aplicación incluyen análisis vibratorio, acústica, óptica, procesamiento de imágenes y señales, y compresión de datos. En ingeniería, para el caso de los sistemas detelecomunicaciones, y a través del uso de los componentes espectrales de frecuencia de una señal dada, se puede optimizar el diseño de un sistema para la señal portadora del mismo. Refierase al uso de un analizador de espectros.
Las series de Fourier tienen la forma:



Donde y se denominan coeficientes de Fourier de la serie de Fourier de la función

3. MATERIALES Y EQUIPOS

Cant.Descripción Marca Modelo Observación
---- Cables de conexión -------- -----

01 Interfas adquisición de datos Lav - volt ------
03 Lámpara incandecente -------- ------
03 Lámpara ahorradoras -------- -----
01 Fuente de tensión -------- ------

4.PROCEDIMIENTO :

PRIMERA PARTE
a) Realízamelos el siguiente instalación para determinar los niveles de armónicos presentados en...