Subestaciones

ANÁLISIS DE ARMÓNICOS EN SISTEMAS ELÉCTRICOS
RESUMEN
Este artículo se lleva a cabo a nivel de ejercicio académico un ejemplo en
el que se estudia el sistema de distribución de energía eléctrica de la
ciudad de Pereira cuando este es afectado por corrientes y voltajes
armónicos, también es estudiado el efecto de la colocación de filtros en
dicho sistema.
PALABRAS CLAVES: Modelamiento,cargas no lineales, distorsión
armónica, filtros, resonancia serie y paralelo.
ABSTRACT
This article is an academic exercise in which the electrical energy
distribution system from the Pereira’s city studies when this one is
affected by currents and harmonic voltages, also is studied the effect of
the positioning of filters in this system.
KEYWORDS: Modelling, non linear loads, harmonicdistortion,
filters, resonance series and parallel.

1.

INTRODUCCION

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 aparición de corrientes y/o tensionesarmónicas 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 forma
jerarquizada; primero en formaparticular, 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 armónicos por debajo de los límites permitidos,
en este caso, se trata de un problema deoptimización
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
Fecha de Recibo:21 de abril de 2003
Fecha de Aceptación: 19 de mayo de 2003

CARLOS ALBERTO RIOS PORRAS
Estudiante Maestría Ingeniería Eléctrica UTP
alpor@andromeda.utp.edu.co
MARCELO ARISTIZABAL NARANJO
Ingeniero Electricista UTP
marcelo.aristizabal@cotel.com.co
Ph. D. RAMÓN ALFONSO GALLEGO R.
Profesor Facultad de Ingeniería Eléctrica
Universidad Tecnológica de Pereira
Grupo de Investigación enPlaneamiento de Sistemas Eléctricos
Universidad Tecnológica de Pereira

(baja impedancia al paso de corriente) y paralelo (baja
admitancia a la tensión de alimentación).
2.

FILTROS PASIVOS PARA COMPONENTES
ARMÓNICAS.

El uso de filtros para componentes armónicas en sistemas
potencia tiene dos objetivos: Servir de sumidero para las
corrientes y tensiones armónicas; y proveer al sistematoda o parte de la potencia reactiva que éste necesita.
Los filtros pasivos pueden ser, según el propósito
particular que se persigue, de dos tipos:
•
•

Filtros Series.
Filtros Shunt o paralelo.

Los Filtros Series evitan el paso de una componente de
frecuencia particular, desde el contaminante hacia alguna
componente de la planta o parte del sistema de potencia,
mediante la presencia deuna gran impedancia serie a la
frecuencia especificada. Estos constan de un inductor y
un capacitor en paralelo que se posicionan en serie a la
parte de la red que se desea proteger.

Figura 1. Filtro pasivo serie.

SCIENTIA ET TECHNICA No. 21
Los Filtros Shunt o paralelo proveen un paso alternativo
de muy baja impedancia para las frecuencias armónicas,
y consisten en una rama...