ARMoNiCAS Causas

FUENTES PRINCIPALES DE
ARMONICOS
• INTRODUCCION
• FUENTES TRADICIONALES
TRANSFORMADORES, MAQUINAS ROTATORIAS, HORNOS DE ARCO,
TUBOS DE LUZ FLUORESCENTE

• NUEVAS FUENTES DE ARMONICOS
GRANDES CONVERTIDORES DE POTENCIA. CONVERTIDORES DE
TAMAÑO MEDIANO Y DE BAJA POTENCIA

• CONCLUSIONES

Fuentes de Armónicas
Existe un gran número de dispositivos que distorsionan el estado
ideal de las redeseléctricas. Algunos de ellos han existido desde la
formación de los sistemas de potencia, y otros son producto de la
aplicación de dispositivos de electrónica de potencia utilizados
para el control moderno de las redes eléctricas. Como ejemplo se
puede mencionar el convertidor de línea. Este dispositivo se utiliza
tanto como rectificador (ac-dc) como inversor (dc-ac) y en
aplicaciones de alta y bajapotencia. Otra fuente principal de
armónicas, particularmente en áreas metropolitanas, es la
iluminación a base de gas (fluorescente, arco de mercurio, sodio de
alta presión, etc) [9].

Las fuentes de armónicas las podemos clasificar en:
* Fuentes tradicionales
* Nuevas fuentes de armónicas
* Futuras fuentes armónicas
Fuentes Tradicionales
Antes del desarrollo de los convertidores estáticos, ladistribución armónica se asociaba con el diseño y la operación de
máquinas eléctricas y transformadores. De hecho la principal
fuente de armónicas en esos días. De hecho la principal fuente de
armónicas en esos días era la corriente de magnetización de los
transformadores de potencia.

Los transformadores y máquinas rotatorias modernas bajo
operación en estado estable no ocasionan por sí mismasdistorsión
significativa en la red. Sin embargo, durante disturbios transitorios
y cuando operan en rangos fuera de su estado normal, entonces
pueden incrementar su contenido en forma considerable. Otras dos
cargas lineales que conviene considerar debido a su contribución
armónica son los hornos de arco y la luz fluorescente.
Transformadores
En un núcleo ideal sin pérdidas por histérisis, el flujomagnético y
la corriente de magnetización necesaria para producirlo están
relacionadas entre sí mediante la curva de magnetización del acero
utilizado en las laminaciones. Aún en estas condiciones, si
graficamos la corriente de magnetización vs. el tiempo para cada

valor de flujo, la forma de onda dista mucho de ser senoidal.
Cuando se incluye el efecto de histéresis, esta corriente
magnetizante nosenoidal no es simétrica con respecto a su valor
máximo. La distorsión que se observa se debe a las armónicas
triples (3a., 9a., 12a., etc.), pero principalmente a la 3a. Por lo que
para mantener una alimentación de voltaje necesario proporcionar
una trayectoria para estas armónicas triples, lo que generalmente se
logra con el uso de devanados conectados en delta.

Fig 3.1 Formas de onda demagnetización, flujo y corrientes en un transformador.

Las armónicas debidas a la corriente de magnetización se elevan a
sus niveles máximos en las horas de la madrugada, cuando el
sistema tiene muy poca carga y el nivel de tensión es alto.
Al desenergizar un transformador, es posible que tenga flujo
magnético residual en el núcleo. Cuando se re-energiza la unidad,

la densidad de flujo puede alcanzarniveles de pico de hasta tres
veces el flujo de operación normal.
Esto puede llevar al núcleo del transformador a niveles extremos
de saturación y producir amperes-vuelta excesivos en el núcleo.
Este efecto da lugar a corrientes de magnetización de 5 a 10 p.u. de
la corriente nominal (comparada con la corriente de magnetización
nominal de apenas el 1% ó 2% de la corriente nominal).
El decremento deesta corriente con el tiempo es función
principalmente de la resistencia del devanado primario. Para
transformadores muy grandes, esta corriente puede permanecer por
muchos segundos, debido a su baja resistencia.
Máquinas rotatorias

Si tomamos el devanado trifásico de una máquina rotatoria
suponiendo un entrehierro constante y la ausencia de saturación del
acero, en un análisis de Fourier...