Armonicos

Armónicos: Efectos, diagnostico y soluciones

JCEE’09
Francesc Fornieles

Costes de una instalación
Costes Costes Técnicos Técnicos
Sobrecarga de Sobrecarga de instalaciones instalaciones Falta de capacidad en Falta de capacidad en transformadores y líneas transformadores y líneas Niveles de pérdidas elevados Niveles de pérdidas elevados

Costes Costes Económicos Económicos

VisiblesVisibles

Conceptos factura Conceptos factura Energía no necesaria Energía no necesaria Ampliación de instalaciones Ampliación de instalaciones Costes no necesarios Costes no necesarios Energías fósiles 1Mwh = 1 tCO2 Energías fósiles 1Mwh = 1 tCO2

Ocultos: Ocultos: Energéticos Energéticos Instalaciones Instalaciones Procesos productivos Procesos productivos

Costes Costes EcológicosEcológicos

CO2 generado por CO2 generado por demanda excesiva demanda excesiva

Energías mixtas 1Mwh = 0,6 tCO2 Energías mixtas 1Mwh = 0,6 tCO2

Factores de los costes en instalación
Medida Energía Activa Trabajo Útil Perdidas Energía Consumida

Energía Reactiva

Energía Distorsión Transitorios Interferencias

Energía Fluctuante

Recargo

Problemas EMC

Paros no deseados

C O S T ES A H O R R O

Compensación Reactiva Planificación, supervisión y Corrección Reducción Perdidas Filtrado de Armónicos Optimización Consumo Mejor Aprovechamiento energético

FILTRADO DE ARMONICOS

Índice

Panorama eléctrico Qué son los armónicos? Efectos de los armónicos Estudio de una instalación Soluciones

Panorama Eléctrico
El crecimiento substancial de los dispositivoselectrónicos en los últimos años han dado lugar a un cambio significativo de los tipos cargas conectadas al sistema de distribución eléctrico.

Calidad de Vida

Polución Eléctrica

Estos dispositivos están equipados con rectificadores, moduladores, en definitiva una electrónica que distorsionan la forma de onda de la corriente.

Onda Ideal
150,00 100,00 50,00 0,00 0 1 2 0,2 0,4 0,6 0,8 1,2 1,4 1,61,8 2,2 2,4 2,6 2,8 3 3,2 3,4 -50,00 -100,00 -150,00 3,6

Onda Distorsionada
300,00 200,00 100,00 0,00 0,2 0,4 0,6 0,8 1,2 1,4 1,6 1,8 2,2 2,4 2,6 2,8 3,2 3,4 -100,00 -200,00 -300,00 3,6 0 1 2 3

Tipo de cargas
U I
ϕ

Carga lineal:
Intensidad absorbida es con forma de onda senoidal . Ej.: resistencias, cargas inductivas en régimen permanente y no saturadas. (motores,transformadores...).

I U

Carga no lineal o deformante:
Intensidad absorbida es con forma de onda no senoidal. Existencia de armónicos. Ej.: Arrancadores, velocidad... variadores de

¿Qué distorsiona la tensión?

¿Que son los armónicos?

El matemático francés Jean Baptiste Fourier determino que toda forma de onda periódica no-senoidal puede ser representada como la suma infinitas de ondas senoidalescuya frecuencias son enteros múltiples de la frecuencia fundamental.

Descomposición Armónica
250,00 200,00 150,00 100,00 50,00 0,00 0 1 2 0,2 0,4 0,6 0,8 1,2 1,4 1,6 1,8 2,2 2,4 2,6 2,8 3 3,2 3,4 -50,00 -100,00 -150,00 -200,00 -250,00 3,6
30,00 20,00 10,00 0,00 0,2 0,4 0,6 0,8 1,2 1,4 1,6 1,8 2,2 2,4 2,6 2,8 3,2 3,4 -10,00 -20,00 -30,00 3,6 0 1 2 3

=
200,00 150,00 100,00 50,00 0,00 0,20,4 0,6 0,8 1,2 1,4 1,6 1,8 2,2 2,4 2,6 2,8 3,2 3,4 3,6 0 1 2 3 -50,00 -100,00 -150,00 -200,00

60,00 40,00

+

20,00 0,00 0,2 0,4 0,6 0,8 1,2 1,4 1,6 1,8 2,2 2,4 2,6 2,8 3,2 3,4 -20,00 -40,00 -60,00 3,6 0 1 2 3

+

Fundamental

Armónicos

Comportamiento de los armónicos
L1

L3

L2

Secuencia Directa n=1+3k
Orden Frecuencia Fund. 50 2 100

Secuencia Inversa n=2+3k
3 150 4200 5 250

Secuencia Homopolar n=3+3k
6 300 7 350

Secuencia

Conceptos básicos
¿Por que normalmente no hay armónicos de orden par?
Si la señal tiene la misma forma de onda en el semiciclo positivo y en semiciclo negativo, los armónicos de orden par se anulan entre si.
Supongamos que hay armónicos de 2º orden, podemos escribir que:

Sabiendo que

I (ωt +π ) = − I (ωt )

Queda...