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Calidad de la Energía

Armónicos - Estudio y efectos -

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Miguel F. Escalante

Miguel F. Escalante
INSTRUCTOR

Generalidades
Efecto de Piel Distorsión de las formas de onda sinusoidales de corriente y voltaje. Corrientes armónicas a frecuencias más altas que la fundamental. Encuentran mayor impedancia Efecto de piel (reducción del área efectiva vista por estas corrientes ya quecirculan por la periferia (piel) de los conductores).
Corriente directa

Corriente alterna

Máxima densidad Mínima densidad

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Efecto de piel
Efecto de piel Efecto particularmente notorio en dos partes del sistema de potencia: los conductores del neutro y los devanados de los transformadores.

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Resonancia y fallas en equipos

Fenómenos de resonancia en paralelo, asociado a los condensadores e inductancias presentes en la red eléctrica. Este fenómeno puede degradar la vida útil de los condensadores de compensación e inclusos dañarlos permanentemente, entre otros efectos nocivos. Los armónicos son responsables delfuncionamiento errático de equipos de protección, equipos electrónicos y de medición entre otros.

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Dependencia de los elementos y características de la red

Los efectos dependerán principalmente de las características de la respuesta a la frecuencia del sistema. Para el análisis, los dispositivos no lineales se puedenrepresentar como fuentes de corrientes armónicas. El grado de distorsión provocado en el sistema de potencia dependerá de la característica impedancia vs frecuencia de la red vista por esas fuentes de corriente.

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Capacidad de corto circuito del sistema
Es una indicación de la impedancia a la frecuenciafundamental. Para alimentadores inductivos simples, es una medida de la impedancia del sistema a las frecuencias armónicas cuando se multiplica por el orden armónico. Capacidades elevadas de corto circuito presentan baja distorsión de voltaje .

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Bancos de condensadores y cables aislados
Son los componentes principalesque afectan las características de respuesta a la frecuencia de los sistemas eléctricos. La conexión de los condensadores puede dar origen a condiciones de resonancia. Los bancos de condensadores para la conmutación de algunos convertidores estáticos de potencia pueden considerarse en paralelo con el sistema cuando se calcula la reactancia de conmutación, por lo que incrementan la relación di/dt dela conmutación.
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Bancos de condensadores y cables aislados
Las capacitancias distribuidas de las líneas de transmisión y los cables aislados están también en paralelo con la inductancia del sistema. En los sistemas de distribución aéreos y sistemas industriales, la capacitancia de los bancos de condensadores esla dominante . En los sistemas de distribución subterráneo, la capacitancia predominante es la de los cables aislados.
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Características de la carga
Tiene dos efectos importantes sobre las características de respuesta a la frecuencia: La porción resistiva de la carga proporciona amortiguamiento que afecta a laimpedancia del sistema muy cerca de las frecuencias resonantes. La carga resistiva reduce la amplificación de los niveles armónicos cerca de las frecuencias de resonancia paralelo.

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Características de la carga
2. Las cargas de motores y otras cargas dinámicas que contribuyen a la capacidad de corto circuito...