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Redes de secuencia

Componentes desecuencia positiva

Componentes desecuencia negativa

Componentes desecuencia cero

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Deformacin

Los armnicos deforman la seal de corriente y/o tensin, perturbando la distribucin elctrica de potencia y disminuyendo la calidad de energa.

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Tasa de distorsin armnica THDr

con respecto a la seal total La tasa de distorsin armnica es frecuentemente utilizada para

definir la importancia del contenido armnico de una seal

alternativa.

%1002

2

2

xV

VTHD

i N

i

Donde:

Vi= es el valor eficaz (rms) de la tensin armnica i.

VN= Es la tensin nominal del punto de medicin.

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THDf

con respecto a la fundamental

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Utilidad de los indicadores

El indicador esencial es la THD, un valor que

refleja el nivel de distorsin en las ondas de

tensin y corriente.

El espectro da una imagen de la seal

deformada.

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La THD de tensin

La THDu medida proporciona informacin sobre fenmenos observados en una instalacin:

Un valor de THDu inferior al 5 % IEEE 519 se considera normal. Prcticamente no existe riesgo de mal funcionamiento en los equipos.

Un valor de THDu comprendido entre el 5 y el 8 % indica una distorsin armnica significativa. Se pueden dar funcionamientos anmalos en los equipos.

Un valor de THDu superior al 8 % revela una distorsin armnica importante. Los funcionamientos anmalos en los equipos son probables. Un anlisis profundo y un sistema de atenuacin se hacen necesarios.

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La THD de corriente

Para identificar la carga que causa la distorsin, la THD de corriente se debe medir a la entrada y en cada una de las salidas de los

diferentes circuitos.

La THDi medida proporciona informacin sobre fenmenos

observados en una instalacin :

Un valor de THDi inferior al 8 % IEEE 519 se considera normal.

Prcticamente no existe riesgo de funcionamiento anmalo en los

equipos.

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La THD de corriente

Un valor de THDi comprendido entre el 10 y el 50 % revela una distorsin armnica significativa. Existe el riesgo de que aumente la temperatura, lo que implica el sobredimensionado de los cables y las fuentes.

Un valor de THDi superior al 50 % revela una distorsin armnica importante. El funcionamiento anmalo de los equipos es probable. Un anlisis profundo y un sistema de atenuacin son necesarios

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Factor de Cresta: FC=1.41

factor de deformacin, entre el valor eficaz y el valor pico, en seales

deformadas puede llegar a 4.

Los equipos elctricos suelen estar especificados en funcin a su valor

eficaz.

Desclasificacin K

Es un factor que indica cuanto se debe de reducir la potencia maxima

de salida cuando existen armnicos.

Otros factores

2

CFK

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Factor de potencia fp (total)

Es la relacin entre la potencia activa y la aparente

Coseno (fundamental)

Es la relacin entre las componentes fundamentales de la potencia

activa y la aparente

El factor de potencia y el cos f son solo iguales cuando no existen

armnicos (aunque tienen valores cercanos)

Otros factores

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Flicker

Es un Impresin Subjetiva de la fluctuacin

de la Iluminacin.

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Generacin de Armnicos

El generador suministra potencia Pg1 y se transforma en

potencia PL1 que va a la carga a igual frecuencia y Pc1

es potencia a diferentes frecuencias.

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En la imagen se ve que el convertidor es una fuente de armonicas que

consume la resistencia del sistema Psh y del generador Pgh y la carga

PLh.

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Fuentes generadoras de Armnicos

Convertidores con hornos por arco

,hornos de induccin, rectificadores).

Lmparas de Arco.

Convertidores estticos.

Variadores de velocidad para motores DC

y asncronos,

Transformadores trabajando saturados

Inductancias Saturables.

Mquinas Rotativas.

Equipos de informtica (PCs, etc.)

Aplicaciones domsticas (, hornos

microondas, iluminacin fluorescente,

etc.),

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EFECTOS DE LOS ARMNICOS

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Voltajes con impulsos

Causas

1. Descargas

atmosfricas

2. Energizacin de

Capacitores

3. Desconexin de

motores grandes

4. Aislamiento de fallas

Disturbios en el sistema

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Voltajes con hendiduras

Causas:

Cargas no lineales con SCR a la entrada

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Notching..

Disturbio en la tensin

Causa: operacin normal de equipos de electrnica de potencia durante la conmutacin de

corriente en interruptores, produciendo altas frecuencias, de duracin menor a un medio ciclo

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Disturbios en el sistema

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Por qu es necesario detectar y

suprimir los armnicos?

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Perturbaciones ocasionadas por los

armnicos

El flujo de armnicos en una instalacin reduce la calidad de la energa y origina numerosos problemas :

sobrecarga de la red por incremento de la Irms

sobrecarga de los conductores del neutro debido a la suma de los armnicos de rango 3,

perturbacin de las redes de communicacin o de las lneas telefnicas.

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Perturbaciones ocasionadas por los

armnicos Sobrecarga, vibraciones y

envejecimiento prematuro de los

alternadores, transformadores y

motores; zumbido de los

transformadores,

Sobrecarga y envejecimiento

prematuro de los condensadores de

compensacin de energa reactiva,

Deformacin de la tension de

alimentacin pudiendo perturbar a los

receptores sensibles,

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Impacto econmico de las

perturbaciones Los armnicos tienen un impacto econmico importante. En efecto :

el envejecimiento prematuro de los equipos supone que deben

reemplazarse con anterioridad, a menos que se hayan

sobredimensionado inicialmente,

las sobrecargas de la instalacin obligan a aumentar la potencia

contratada, e implican, si no existe un sobredimensionamiento de la

instalacin, prdidas suplementarias,

las perturbaciones en intensidad producen disparos intempestivos y

el paro de los equipos de produccin.

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Calentamiento en Conductores, neutros y

equipos Qu es el efecto Skin?

Aumento en las prdidas I2R por efecto piel, RAC > RDC por

el aumento de la corriente en la periferia del conductor al

aumentar la frecuencia.

82

22

10.

.28.3

SfYS

)1( YpYsRR DCAC

2..9.2 aYsYP

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Las prdidas se incrementan en

los diferentes componentes de la

instalacin elctrica sometida a la

circulacin de armnicas, ellos

son:

Los conductores.

Las mquinas asncronas.

Los transformadores.

Los condensadores.

Aumento de prdidas.

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Prdidas en los conductores

Cuando la corriente absorbida por la carga contiene armnicos, el valor eficaz de la corriente, Irms, es superior al

fundamental I1.

Con THD definida como :

Se puede deducir:

Al ser el conductor neutro de menor seccin aumenta el

calentamiento debido al 3er armnico.

1

2

1I

IrmsTHD

2

1 1 THDIIrms

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Sobrecarga en el neutro

En un sistema cuya fuente es

trifsica balanceada y donde las

tres cargas monofsicas

conectadas entre fase a neutro son

idnticas, no existe corriente por el

neutro.

En un sistema de 4 conductores

con cargas monofsicas no

lineales, ciertos armnicos impares

denominados triples no se anulan

entre s, sino que se suman en el

conductor neutro.

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Sobrecarga en el neutro

En sistemas con muchas cargas monofsicas no lineales, la

corriente del neutro puede llegar a superar el valor de la de las

fases. En este caso el peligro es el excesivo calentamiento, al no

existir en el conductor neutro ningn interruptor automtico que

limite la corriente como ocurre en los conductores de las fases.

Una corriente excesiva en el conductor neutro puede provocar

tambin cadas de tensin superiores a lo normal entre el conductor

neutro y tierra en la toma de corriente a 230 V.

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Efecto en interruptores

Los interruptores termomagnticos ordinarios tienen un mecanismo de disparo que reacciona al calentamiento producido por la corriente del circuito.

Dicho mecanismo est diseado para responder al valor eficaz de la onda de corriente de manera que se dispare si se calienta demasiado.