Armonicos

LOS EFECTOS DE LOS ARMÓNICOS y SUS SOLUCIONES
Los armónicos provocan una baja calidad en el suministro de la energía eléctrica 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 velocidad para motores, ordenadores personales y fuentes de alimentaciónininterrupidas (UPS). Otros equipos habitualmente generadores de armónicos son las lámparas de descarga, los circuitos rectificadores y los transformadores sobreexcitados. 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 cargas escarpados pulsos de corriente, típicos de losrectificadores 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”, como muestra la figura 1.

Una forma de onda típica de la corriente con espectro armónico de un ordenador personal es la que se muestra en la figura 2. Las corrientes armónicas seclasifican en una de estas tres categorías: corrientes de secuencia positiva, negativa o cero. Estas últimas son las que se conocen con el nombre de armónicos triplens, cuyo orden es múltiplo de tres, como se puede observar en la tabla A. En un sistema trifásico, con neutro distribuido a cuatro hilos, alimentado con cargas no lineales, se encuentran corrientes de secuencia armónica positiva, negativa ycero, mientras que si está distribuido a tres hilos, esto es, con el neutro no distribuido, solamente se observa la presencia de las corrientes armónicas de secuencia positiva y negativa.

Figura 2: orma de la onda de corriente y sus armónicos, con su espectro de barra tomado de la pantalla de un analizador.

Tabla A: Órdenes de los armónicos de secuencia positiva, negativa y cero.

Lascorrientes armónicas que fluyen a través de las impedancias de una red de distribución ocasionan unas caídas de tensión armónicas que distorsionan la forma de onda de tensión, como muestra la figura 3. Esta distorsión de la forma de onda es particularmente importante en los sistemas de distribución eléctrica de elevada impedancia. Esta desviación anormal de las fuentes de suministro causan disfuncionesen los equipos y fallos prematuros que es lo que se denomina “Baja calidad de la energía”.
Figura 3: Generación de una forma de onda de tensión distorsionada.

LAS CORRIENTES ARMÓNICAS • Un buen proyecto eléctrico es la clave para combatir el problema de armónicos Se presentan sucesos aparentemente misteriosos, que provocan costosas averías en los modernos edificios de oficinas y plantasindustriales. Así, transformadores en condiciones normales de servicio que aparecen sobrecargados, conductores neutros en circuitos perfectamente equilibrados que se calientan de manera exagerada, interruptores automáticos que empiezan a saltar sin que se hayan modificado las condiciones de trabajo. La causa de estos trastornos permanece oculta después de varios intentos de determinarla. ¿Dónde está elproblema? Se puede haber tropezado con una consecuencia de la existencia de los modernos equipos electrónicos: Problemas típicos ocasionados por las corrientes armónicas y sus Soluciones

1 - Sobrecalentamientos de los conductores neutros En un sistema trifásico equilibrado, con neutro distribuido, esto es, de cuatro conductores y con cargas lineales, la componente fundamental de 50 Hz de lacorriente, que recorre cada una de las tres fases, se anula en el conductor neutro debido a que estas corrientes están desfasadas en el tiempo un tercio del periodo (120º) y por tanto vale cero la suma de dichas tres corrientes. Sin embargo, si se trata de cargas monofásicas no lineales, ciertos armónicos de orden impar a los que se denomina “triplens” –múltiplos impares del tercer armónico: 3º,...