Armonicos En Redes Electricas

CAPITULO 2

ARMONICOS EN LAS REDES ELECTRICAS

Uno de los problemas más comunes que afectan a la Calidad de la Energía
en sistemas eléctricos de baja tensión es la deformación de la onda, producida en
gran medida por un fenómeno denominado “Distorsión armónica”, problema que
afecta tanto a las redes eléctricas de distribución como a los consumidores finales.
El objetivo de este apartadoes establecer una idea clara y precisa acerca
de la naturaleza de los armónicos de corriente y voltaje, los factores que la
originan, sus efectos nocivos en las redes eléctricas y sobre el normal
funcionamiento de los equipos terminales que se alimentan de ella; así como los
límites de perturbación permitidos.

CAPITULO II

2.1

ARMONICOS EN LAS REDES ELECTRICAS

CONCEPTOS GENERALESLos sistemas eléctricos cuentan actualmente con una gran cantidad de

elementos llamados no lineales, los cuales generan a partir de formas de onda
sinusoidales a la frecuencia de la red, otras ondas de diferentes frecuencias
ocasionando el fenómeno conocido como generación de armónicos.

Los armónicos son un fenómeno que causa problemas tanto para los
usuarios como para la entidad encargadade la prestación del servicio de
energía eléctrica ocasionando diversos efectos nocivos en los equipos de la
red.

2.1.1 DEFINICIÓN DE ARMÓNICOS
Los armónicos son tensiones o corrientes sinusoidales que poseen
frecuencias que son múltiplos enteros de la frecuencia a la cual el sistema de
alimentación está diseñado para operar. Las formas de onda distorsionadas
pueden ser descompuestas enuna suma de la señal de frecuencia
fundamental y las armónicas. La distorsión armónica se origina debido a las
características no lineales de los equipos y cargas de un sistema de potencia.

FIGURA 2.1: Señal de tensión y corriente medidos en una carga no lineal.

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En la Figura 2.1 se ilustra laforma de tensión y corriente medidas en un
sistema industrial con una distorsión típica por cargas no lineales.

2.2

INDICADORES ESENCIALES DE LA DISTORSIÓN ARMÓNICA
La existencia de indicadores permite cuantificar y evaluar la distorsión

armónica de las ondas de tensión y de corriente. Estos son:

Factor de potencia,
Factor de cresta,
Potencia de distorsión,
Espectro en frecuencia,Tasa de distorsión armónica.

Estos indicadores son indispensables para la determinación de las
acciones correctivas requeridas.

2.2.1 FACTOR DE POTENCIA
El factor de potencia se define como la relación entre la potencia activa
P y la potencia aparente S.

En el área eléctrica, el factor de potencia es frecuentemente confundido
con el Coseno phi (cos φ), cuya definición es:

P1 =Potencia activa del fundamental.
S1 = Potencia aparente del fundamental.

Por tanto, el “cos φ” se refiere únicamente a la frecuencia fundamental,
y, en presencia de armónicos, es diferente del factor de potencia PF.
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Interpretación del valor del factor de potencia: Una primera
indicación de lapresencia significativa de armónicos es cuando el factor de
potencia medido es diferente del “cos φ” (el factor de potencia será inferior a
“cos φ”).
2.2.2 FACTOR DE CRESTA
Se define como la relación entre el valor de cresta de corriente o de
tensión (Im o Vm) y el valor eficaz.

o

Para una señal sinusoidal el factor de cresta es igual a

, para una

señal no sinusoidal el factor de crestapuede tener un valor superior o inferior a
. Este factor es particularmente útil para detectar la presencia de valores de
cresta excepcionales con respecto al valor eficaz.

Interpretación del valor de factor de cresta: El factor de cresta típico
de corrientes absorbidas por cargas no lineales es mucho mayor que

,

puede tomar valores iguales a 1,5 o 2, llegando incluso a 5 en casos...