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Tema 2: Armónicos
Máquinas y Sistemas EléctricosIngeniero en Automática y Electrónica Industrial
Dpto. de Ingeniería Eléctrica
28/04/02 Tema 2: Armónicos 2
Indice
1. Naturaleza de los armónicos.2. Medida de los armónicos.3. Cargas deformantes.4. Efectos y consecuencias de los
armónicos.5. Soluciones.
1. Soluciones en los cables.2. Soluciones electrotécnicas.3. Compensador activo de
armónicos.6. Efecto de los armónicos en el
comportamiento de un motor asíncrono alimentado por convertidor.
28/04/02 Tema 2: Armónicos 3
Naturaleza de los armónicos
1. Parámetros que definen una tensión o corriente.
2. Calidad de la energía.3. Los armónicos. Definiciones y parámetros
relacionados.
28/04/02 Tema 2: Armónicos 4
1. Forma de onda.2. Valor de pico.3. Valor eficaz.4. Valor medio de la señal.5. Frecuencia/Período de la señal.6. Factor de cresta
PARAMETROS QUE DEFINEN UNA TENSIÓN O UNA CORRIENTE
Parámetros que definen una tensión o una corriente
1. Forma de onda.2. Valor de pico.3. Valor eficaz.4. Valor medio de la señal.5. Frecuencia/Período de la señal.6. Factor de cresta.
28/04/02 Tema 2: Armónicos 5
1. Forma de onda.2. Valor de pico.3. Valor eficaz.4. Valor medio de la señal.5. Frecuencia/Período de la señal.6. Factor de cresta
PARAMETROS QUE DEFINEN UNA TENSIÓN O UNA CORRIENTE
Parámetros que definen una tensión o corriente.
UNE EN 50160:1996Valor eficaz de la tensión: 230 VacVariación en condiciones normales de explotación: 10%.
AC DC
28/04/02 Tema 2: Armónicos 6
1. Forma de onda.2. Valor de pico.3. Valor eficaz.4. Valor medio de la señal.5. Frecuencia/Período de la señal.6. Factor de cresta
PARAMETROS QUE DEFINEN UNA TENSIÓN O UNA CORRIENTE
1. Forma de Onda
Definida por su expresión matemática.
La forma de onda depende de las cargas de la instalación.Puede ser:
Onda senoidal.Onda pulsante.Onda cuadrada.Etc.
Onda no senoidal ⇒ Señal deformada.
( ) ( )2 230 sen 2 50v t tπ= ⋅ ⋅ ⋅ ⋅
28/04/02 Tema 2: Armónicos 7
1. Forma de onda.2. Valor de pico.3. Valor eficaz.4. Valor medio de la señal.5. Frecuencia/Período de la señal.6. Factor de cresta
PARAMETROS QUE DEFINEN UNA TENSIÓN O UNA CORRIENTE
2. Valor de pico
También se denomina Amplitud.Valor máximo que alcanza la señal (tensión o corriente).Parámetro importante en la actualidad: ordenadores, variadores de velocidad, SAIs...Dispositivos rectificadores solo conducen cuando se alcanza el valor de pico.Si el valor de pico no es adecuado ⇒ mal funcionamiento de ordenadores, paro de cadena de producción ...
28/04/02 Tema 2: Armónicos 8
1. Forma de onda.2. Valor de pico.3. Valor eficaz.4. Valor medio de la señal.5. Frecuencia/Período de la señal.6. Factor de cresta
PARAMETROS QUE DEFINEN UNA TENSIÓN O UNA CORRIENTE
3. Valor eficaz
Valor rms, valor AC.Definiciones:
Valor de alterna que produce la misma disipación de potencia sobre una resistencia que un valor de continua.Valor cuadrático medio.
( )( )20
1 TrmsV v t dt
T= ∫
28/04/02 Tema 2: Armónicos 9
1. Forma de onda.2. Valor de pico.3. Valor eficaz.4. Valor medio de la señal.5. Frecuencia/Período de la señal.6. Factor de cresta
PARAMETROS QUE DEFINEN UNA TENSIÓN O UNA CORRIENTE
4. Valor medio de la señal
El valor medio de una señal periódica es cero:
Se utiliza el valor medio en medio período.
Factor de forma:
Depende de la forma.Vale 1,11 para señales senoidales puras.Es mayor cuanto más deformada es la onda.
( )0
1 0T
medioV v t d tT
= =∫
( )2
2 0
2 T
TmV v t d t
T= ∫
2
rms
Tm
VFactor de formaV
=
28/04/02 Tema 2: Armónicos 10
1. Forma de onda.2. Valor de pico.3. Valor eficaz.4. Valor medio de la señal.5. Frecuencia/Período de la señal.6. Factor de cresta
PARAMETROS QUE DEFINEN UNA TENSIÓN O UNA CORRIENTE
5. Frecuencia/Período de la señal
Frecuencia: número de veces que se repite la señal en un segundo.Europa: 50 Hz. EE.UU.: 60 hz.Periodo: es la inversa de la frecuencia.
28/04/02 Tema 2: Armónicos 11
1. Forma de onda.2. Valor de pico.3. Valor eficaz.4. Valor medio de la señal.5. Frecuencia/Período de la señal.6. Factor de cresta
PARAMETROS QUE DEFINEN UNA TENSIÓN O UNA CORRIENTE
6. Factor de cresta
Indica la deformación de una señal periódica.Relaciona el valor eficaz y la amplitud.
CF vale ⊕ 2 para una señal senoidal pura.Cuando la señal es deformada el Vp puede ser hasta 4 veces el Vrms.
V picoCFV rms
=
28/04/02 Tema 2: Armónicos 12
1. Forma de onda.2. Valor de pico.3. Valor eficaz.4. Valor medio de la señal.5. Frecuencia/Período de la señal.6. Factor de cresta
PARAMETROS QUE DEFINEN UNA TENSIÓN O UNA CORRIENTE
6. Factor de cresta
Comparación de distintas señales de corriente.
A medida que crece la deformación aumenta el factor de cresta.
28/04/02 Tema 2: Armónicos 13
1. Forma de onda.2. Valor de pico.3. Valor eficaz.4. Valor medio de la señal.5. Frecuencia/Período de la señal.6. Factor de cresta
PARAMETROS QUE DEFINEN UNA TENSIÓN O UNA CORRIENTE
6. Factor de cresta
Los equipos se especifican para valores máximos de la tensión y corriente eficaces.Suponen que las señales son senoidales son puras.Valor de pico = Valor eficaz.Si la señal está deformada, el valor de pico es mayor que el supuesto.Señal deformada ⇒ CF > 2
2
28/04/02 Tema 2: Armónicos 14
1. Perturbaciones de amplitud.2. Perturbaciones de frecuencia.3. Desequilibrio de tensión o corriente (sistemas trifásicos).4. Perturbaciones en la forma de onda: los armónicos.
Calidad de la energía
Calidad de la energía
1. Perturbaciones de amplitud.2. Perturbaciones de frecuencia.3. Desequilibrio de tensión o corriente
(sistemas trifásicos).4. Perturbaciones en la forma de onda: los
armónicos.
28/04/02 Tema 2: Armónicos 15
1. Perturbaciones de amplitud.2. Perturbaciones de frecuencia.3. Desequilibrio de tensión o corriente (sistemas trifásicos).4. Perturbaciones en la forma de onda: los armónicos.
Calidad de la energía
Calidad de la energía
Los valores que caracterizan la señal de alimentación eléctrica pueden verse alterados por:
Arranque y parada de motores.Fuentes de alimentación.Ordenadores.Interferencias electromagnéticas.
28/04/02 Tema 2: Armónicos 16
1. Perturbaciones de amplitud.2. Perturbaciones de frecuencia.3. Desequilibrio de tensión o corriente (sistemas trifásicos).4. Perturbaciones en la forma de onda: los armónicos.
Calidad de la energía
Calidad de la energía
Pérdida de la calidad cuando se varía alguno de los parámetros de la señal eléctrica:
Amplitud.Frecuencia.Desequilibrios en sistemas trifásicos.Forma de onda.
28/04/02 Tema 2: Armónicos 17
1. Perturbaciones de amplitud.2. Perturbaciones de frecuencia.3. Desequilibrio de tensión o corriente (sistemas trifásicos).4. Perturbaciones en la forma de onda: los armónicos.
Calidad de la energía
Perturbaciones más frecuentesen la red
28/04/02 Tema 2: Armónicos 18
Perturbaciones de la amplitudHueco de tensiónInterrupción de la alimentaciónSobretensiónSobretensión transitoriaFluctuación de la tensiónParpadeo o flicker
Perturbaciones de amplitud
1. Huecos de tensión.2. Interrupción de la alimentación.3. Sobretensión.4. Sobretensión transitoria.5. Fluctuación de la tensión.6. Parpadeo o flicker.
28/04/02 Tema 2: Armónicos 19
Perturbaciones de la amplitudHueco de tensiónInterrupción de la alimentaciónSobretensiónSobretensión transitoriaFluctuación de la tensiónParpadeo o flicker
1. Hueco de tensión
Disminución brusca de la tensión de alimentación a un valor situado entre el 90% y el 1% de la tensión de alimentación declarada, seguida del restablecimiento de la tensión después de un corto lapso de tiempo. Por convenio un hueco de tensión dura de 10 ms a 1 minuto.
28/04/02 Tema 2: Armónicos 20
Perturbaciones de la amplitudHueco de tensiónInterrupción de la alimentaciónSobretensiónSobretensión transitoriaFluctuación de la tensiónParpadeo o flicker
2. Interrupción de la alimentación
Condición en la que la tensión es inferior al 1% de la tensión de alimentación suministrada.También se conocen como Microcortes.
28/04/02 Tema 2: Armónicos 21
Perturbaciones de la amplitudHueco de tensiónInterrupción de la alimentaciónSobretensiónSobretensión transitoriaFluctuación de la tensiónParpadeo o flicker
Huecos y Microcortes
28/04/02 Tema 2: Armónicos 22
Perturbaciones de la amplitudHueco de tensiónInterrupción de la alimentaciónSobretensiónSobretensión transitoriaFluctuación de la tensiónParpadeo o flicker
Causas de los huecos y de las interrupciones de la alimentación
Incrementos bruscos de corriente:Cortocircuitos.Arranques o conmutaciones de cargas de gran potencia.
28/04/02 Tema 2: Armónicos 23
Perturbaciones de la amplitudHueco de tensiónInterrupción de la alimentaciónSobretensiónSobretensión transitoriaFluctuación de la tensiónParpadeo o flicker
Huecos e interrupciones de la alimentación
Equipos afectados:Dispositivos electrónicos de potencia.Lámparas de descarga.Ordenadores.Elementos de protección.Electrónica de control.
28/04/02 Tema 2: Armónicos 24
Perturbaciones de la amplitudHueco de tensiónInterrupción de la alimentaciónSobretensiónSobretensión transitoriaFluctuación de la tensiónParpadeo o flicker
3. Sobretensión
Tensión eficaz con un valor superior al 10% de la tensión de alimentación.Corta o larga duración.
28/04/02 Tema 2: Armónicos 25
Perturbaciones de la amplitudHueco de tensiónInterrupción de la alimentaciónSobretensiónSobretensión transitoriaFluctuación de la tensiónParpadeo o flicker
4. Sobretensión transitoria
También llamadas transitorios o impulsos transitorios.Sobretensión oscilatoria o no oscilatoria.De corta duración.Generalmente no amortiguada.Duración máxima de milisegundos.
28/04/02 Tema 2: Armónicos 26
Perturbaciones de la amplitudHueco de tensiónInterrupción de la alimentaciónSobretensiónSobretensión transitoriaFluctuación de la tensiónParpadeo o flicker
Sobretensiones
Causas:Entrada en servicio de grupos electrógenos.Conexiones y desconexiones de elementos de una instalación.Conmutación de los escalones de una batería de condensadores.Rectificadores controlados.Variadores de velocidad.Descargas atmosféricas.
28/04/02 Tema 2: Armónicos 27
Perturbaciones de la amplitudHueco de tensiónInterrupción de la alimentaciónSobretensiónSobretensión transitoriaFluctuación de la tensiónParpadeo o flicker
SobretensionesEquipos Afectados
Transformadores y motores.Electrónica de potencia.Fuentes de alimentación de ordenadores.Tarjetas de comunicación.
28/04/02 Tema 2: Armónicos 28
Perturbaciones de la amplitudHueco de tensiónInterrupción de la alimentaciónSobretensiónSobretensión transitoriaFluctuación de la tensiónParpadeo o flicker
Sobretensiones
Variación rápida de tensión y transitorios
28/04/02 Tema 2: Armónicos 29
Perturbaciones de la amplitudHueco de tensiónInterrupción de la alimentaciónSobretensiónSobretensión transitoriaFluctuación de la tensiónParpadeo o flicker
5. Fluctuación de tensión
Serie de variaciones de tensión o variación cíclica de la envolvente de la tensión.Se sitúan en la banda del ±10% a partir del valor nominal.Parpadeo de la luminosidad de las lámparas.
28/04/02 Tema 2: Armónicos 30
Perturbaciones de la amplitudHueco de tensiónInterrupción de la alimentaciónSobretensiónSobretensión transitoriaFluctuación de la tensiónParpadeo o flicker
5. Fluctuación de tensión
28/04/02 Tema 2: Armónicos 31
Perturbaciones de la amplitudHueco de tensiónInterrupción de la alimentaciónSobretensiónSobretensión transitoriaFluctuación de la tensiónParpadeo o flicker
6. Parpadeo o flicker
Impresión de inestabilidad de la sensación visual.Causante: estímulo luminoso que fluctúa con el tiempo.
28/04/02 Tema 2: Armónicos 32
Perturbaciones de la amplitudHueco de tensiónInterrupción de la alimentaciónSobretensiónSobretensión transitoriaFluctuación de la tensiónParpadeo o flicker
Fluctuaciones y Flicker
Origen: receptores con variaciones rápidas en su funcionamiento.Equipos que provocan este tipo de perturbaciones:
Máquinas de soldadura por resistencia.Molinos de rodadura.Motores en el instante de arranque.Grandes cargas.Electrodomésticos con regulación automática.Lámparas incandescentes y de descarga.
28/04/02 Tema 2: Armónicos 33
Perturbaciones de la amplitudHueco de tensiónInterrupción de la alimentaciónSobretensiónSobretensión transitoriaFluctuación de la tensiónParpadeo o flicker
Perturbaciones de la amplitud
28/04/02 Tema 2: Armónicos 34
1. Perturbaciones de amplitud.2. Perturbaciones de frecuencia.3. Desequilibrio de tensión o corriente (sistemas trifásicos).4. Perturbaciones en la forma de onda: los armónicos.
Calidad de la energía
Perturbaciones de frecuencia
Variaciones de la frecuencia de la señal.Origen: averías en los sistemas de producción y transporte de energía eléctrica.Efectos:
Actuación de protecciones de subfrecuencia.Incorrecto funcionamiento de motores asíncronos y síncronos.
28/04/02 Tema 2: Armónicos 35
1. Perturbaciones de amplitud.2. Perturbaciones de frecuencia.3. Desequilibrio de tensión o corriente (sistemas trifásicos).4. Perturbaciones en la forma de onda: los armónicos.
Calidad de la energía
Desequilibrio de tensión o corriente (sistemas trifásicos)
Origen: incorrecto reparto de cargas en una instalación.
Desequilibrios de tensión, en sistemas con neutro distribuido o aislado.Desequilibrios de corriente.
Efectos:Corriente de neutro distinta de 0.Sobrecalentamientos en:
Cargas.Cables de alimentación.Protecciones.
28/04/02 Tema 2: Armónicos 36
1. Perturbaciones de amplitud.2. Perturbaciones de frecuencia.3. Desequilibrio de tensión o corriente (sistemas trifásicos).4. Perturbaciones en la forma de onda: los armónicos.
Calidad de la energía
Desequilibrio de corrientes
Desequilibrio de corrientes.
Desequilibrio de tensiones
28/04/02 Tema 2: Armónicos 37
1. Perturbaciones de amplitud.2. Perturbaciones de frecuencia.3. Desequilibrio de tensión o corriente (sistemas trifásicos).4. Perturbaciones en la forma de onda: los armónicos.
Calidad de la energía
Perturbaciones en la forma de onda: los armónicos
Perturbación armónica: deformación de la forma de onda respecto de la senoidal pura teórica.
Origen: conexión de equipos cuya característica tensión-corriente no es lineal.
Variadores de velocidad.Equipos informáticos.Etc
Armónicos 38
1. Definición de armónico.
2. Orden del armónico.
3. Espectro armónico.
4. Tasa de distorsión armónica (THD).
5. Factor de potencia y cosω.
6. Factor de desclasificación K.
7. Factor de cresta y los armónicos.
Los armónicos. Definiciones y parámetros relacionados.
Los armónicos. Definiciones y parámetros relacionados.
1. Definición de armónico.2. Orden del armónico.3. Espectro armónico.4. Tasa de distorsión armónica (THD).5. Factor de potencia y cosj.6. Factor de desclasificación K.7. Factor de cresta y los armónicos.
Armónicos 39
1. Definición de armónico.
2. Orden del armónico.
3. Espectro armónico.
4. Tasa de distorsión armónica (THD).
5. Factor de potencia y cosω.
6. Factor de desclasificación K.
7. Factor de cresta y los armónicos.
Los armónicos. Definiciones y parámetros relacionados.
1. Definición de armónico.
UNE EN 50160:1996. Tensión armónica: tensión senoidal cuya frecuencia es múltiplo entero de la frecuencia fundamental.
Desarrollo de Fourier:
Armónicos 40
1. Definición de armónico.
2. Orden del armónico.
3. Espectro armónico.
4. Tasa de distorsión armónica (THD).
5. Factor de potencia y cosω.
6. Factor de desclasificación K.
7. Factor de cresta y los armónicos.
Los armónicos. Definiciones y parámetros relacionados.
1. Definición de armónico.
Armónico: oscilaciones senoidales de frecuencia múltiplo de la fundamental.Una señal periódica se dice que tiene armónicos cuando la forma de onda no es senoidal ⇒ señal deformada con respecto a una señal senoidal pura.
Armónicos 41
1. Definición de armónico.
2. Orden del armónico.
3. Espectro armónico.
4. Tasa de distorsión armónica (THD).
5. Factor de potencia y cosω.
6. Factor de desclasificación K.
7. Factor de cresta y los armónicos.
Los armónicos. Definiciones y parámetros relacionados.
2. Orden del armónico.
Los armónicos se clasifican por su:Orden.Frecuencia.Secuencia.
Orden del armónico: número de veces que la frecuencia del armónico es mayor que la frecuencia fundamental.Secuencia:
Positiva.Negativa.Neutra, homopolar o de secuencia 0.
Armónicos 42
1. Definición de armónico.
2. Orden del armónico.
3. Espectro armónico.
4. Tasa de distorsión armónica (THD).
5. Factor de potencia y cosω.
6. Factor de desclasificación K.
7. Factor de cresta y los armónicos.
Los armónicos. Definiciones y parámetros relacionados.
3. Espectro armónico.
Representación mediante un gráfico de barras de la descomposición de una señal periódica en sus armónicos.
Armónicos 43
1. Definición de armónico.
2. Orden del armónico.
3. Espectro armónico.
4. Tasa de distorsión armónica (THD).
5. Factor de potencia y cosω.
6. Factor de desclasificación K.
7. Factor de cresta y los armónicos.
Los armónicos. Definiciones y parámetros relacionados.
4. Tasa de distorsión armónica (THD).
Distorsión total armónica con respecto a la señal total:
Distorsión total armónica con respecto a la componente fundamental.
( )2 2 22 3
2 2 2 21 2 3
% 100nr
n
h h hTHD
h h h h
+ += ⋅
+ + +
…
…
( )2 2 22 3
1
% 100nf
h h hTHD
h+ +
= ⋅…
Armónicos 44
1. Definición de armónico.
2. Orden del armónico.
3. Espectro armónico.
4. Tasa de distorsión armónica (THD).
5. Factor de potencia y cosω.
6. Factor de desclasificación K.
7. Factor de cresta y los armónicos.
Los armónicos. Definiciones y parámetros relacionados.
4. Tasa de distorsión armónica (THD).
Ejemplo de cálculo de la distorsión armónica total THD.
Armónicos 45
1. Definición de armónico.
2. Orden del armónico.
3. Espectro armónico.
4. Tasa de distorsión armónica (THD).
5. Factor de potencia y cosω.
6. Factor de desclasificación K.
7. Factor de cresta y los armónicos.
Los armónicos. Definiciones y parámetros relacionados.
4. Tasa de distorsión armónica (THD).
Se define un THD para la corriente y para la tensión.El THDi es generado por la carga.El THDv es generado por la fuente como consecuencia de una corriente muy distorsionada.
Armónicos 46
1. Definición de armónico.
2. Orden del armónico.
3. Espectro armónico.
4. Tasa de distorsión armónica (THD).
5. Factor de potencia y cosω.
6. Factor de desclasificación K.
7. Factor de cresta y los armónicos.
Los armónicos. Definiciones y parámetros relacionados.
5. Factor de potencia y cosω.
Sólo cuando no hay armónicos coinciden el cosω y el factor de potencia.
Compensación de reactiva con batería de condensadores ⇒ peligro de resonancia para alguna frecuencia armónica.
( )( )P W
PFS VA
=
( ) ( )( )
1
1
cos h
h
P WS VA
ϕ =
Armónicos 47
1. Definición de armónico.
2. Orden del armónico.
3. Espectro armónico.
4. Tasa de distorsión armónica (THD).
5. Factor de potencia y cosω.
6. Factor de desclasificación K.
7. Factor de cresta y los armónicos.
Los armónicos. Definiciones y parámetros relacionados.
5. Factor de potencia y cosω.
Armónicos 48
1. Definición de armónico.
2. Orden del armónico.
3. Espectro armónico.
4. Tasa de distorsión armónica (THD).
5. Factor de potencia y cosω.
6. Factor de desclasificación K.
7. Factor de cresta y los armónicos.
Los armónicos. Definiciones y parámetros relacionados.
6. Factor de desclasificación K.
El factor K indica cuanto debe reducirse la potencia nominal de un transformador por la presencia de armónicos.
2 2pico
rms
I CFKI
= =⋅
Armónicos 49
1. Definición de armónico.
2. Orden del armónico.
3. Espectro armónico.
4. Tasa de distorsión armónica (THD).
5. Factor de potencia y cosω.
6. Factor de desclasificación K.
7. Factor de cresta y los armónicos.
Los armónicos. Definiciones y parámetros relacionados.
7. Factor de cresta y los armónicos.
Armónicos 50
1. Definición de armónico.
2. Orden del armónico.
3. Espectro armónico.
4. Tasa de distorsión armónica (THD).
5. Factor de potencia y cosω.
6. Factor de desclasificación K.
7. Factor de cresta y los armónicos.
Los armónicos. Definiciones y parámetros relacionados.
7. Factor de cresta y los armónicos.
El valor eficaz cuando hay armónicos es un dato poco significativo.Es necesario conocer:
Tipo de señal.Valor de pico de la señal.THD.Espectro armónico.
Medidas correctoras sobre las componentes armónicas más perjudiciales.
Armónicos 51
1. Introducción.2. Instrumentación que basa su medida en el cálculo del valor medio.3. Instrumentación de verdadero valor eficaz: multímetros y pinzas TRMS.4. Instrumentación de verdadero valor eficaz: osciloscopios.5. Instrumentación de verdadero valor eficaz: medidores de armónicos.6. Comparativa entre las distintas herramientas de medida.
Medida de armónicos
Medida de los armónicos
1. Introducción.2. Instrumentación que basa su medida en el
cálculo del valor medio.3. Instrumentación de verdadero valor eficaz:
multímetros y pinzas TRMS.4. Instrumentación de verdadero valor eficaz:
osciloscopios.5. Instrumentación de verdadero valor eficaz:
medidores de armónicos.6. Comparativa entre las distintas
herramientas de medida.
Armónicos 52
1. Introducción.2. Instrumentación que basa su medida en el cálculo del valor medio.3. Instrumentación de verdadero valor eficaz: multímetros y pinzas TRMS.4. Instrumentación de verdadero valor eficaz: osciloscopios.5. Instrumentación de verdadero valor eficaz: medidores de armónicos.6. Comparativa entre las distintas herramientas de medida.
Medida de armónicos
1. Introducción.
Herramientas de medida:Instrumentación que basa su medida en el cálculo del valor medio.
Multímetros y pinzas amperímetricas de valor medio.
Instrumentación que calcula el valor eficaz real.
Multímetros y pinzas TRMS.Equipos de visualización de la forma de onda de la señal.Equipos de medida y análisis de armónicos, y otros parámetros relacionados con la calidad de la señal.
Armónicos 53
1. Introducción.2. Instrumentación que basa su medida en el cálculo del valor medio.3. Instrumentación de verdadero valor eficaz: multímetros y pinzas TRMS.4. Instrumentación de verdadero valor eficaz: osciloscopios.5. Instrumentación de verdadero valor eficaz: medidores de armónicos.6. Comparativa entre las distintas herramientas de medida.
Medida de armónicos
2. Instrumentación que basa su medida en el cálculo del valor medio.
Instrumentación más extendida y más barata.Diseñados para medir señales senoidales puras.Miden correctamente cuando las cargas son lineales.Cuando hay armónicos proporcionan medidas erróneas. La explicación se encuentra en su procedimiento de medida.
Armónicos 54
1. Introducción.2. Instrumentación que basa su medida en el cálculo del valor medio.3. Instrumentación de verdadero valor eficaz: multímetros y pinzas TRMS.4. Instrumentación de verdadero valor eficaz: osciloscopios.5. Instrumentación de verdadero valor eficaz: medidores de armónicos.6. Comparativa entre las distintas herramientas de medida.
Medida de armónicos
2. Instrumentación que basa su medida en el cálculo del valor medio.
Armónicos 55
1. Introducción.2. Instrumentación que basa su medida en el cálculo del valor medio.3. Instrumentación de verdadero valor eficaz: multímetros y pinzas TRMS.4. Instrumentación de verdadero valor eficaz: osciloscopios.5. Instrumentación de verdadero valor eficaz: medidores de armónicos.6. Comparativa entre las distintas herramientas de medida.
Medida de armónicos
2. Instrumentación que basa su medida en el cálculo del valor medio.
Factor de forma:
Cálculo del valor eficaz:
ERROR: una señal distorsionada tiene un FF mayor que 1,11.
2
rms
Tm
VFFV
=
21,11rms Tm
V V= ⋅
Armónicos 56
1. Introducción.2. Instrumentación que basa su medida en el cálculo del valor medio.3. Instrumentación de verdadero valor eficaz: multímetros y pinzas TRMS.4. Instrumentación de verdadero valor eficaz: osciloscopios.5. Instrumentación de verdadero valor eficaz: medidores de armónicos.6. Comparativa entre las distintas herramientas de medida.
Medida de armónicos
2. Instrumentación que basa su medida en el cálculo del valor medio.
Ejemplo:
Valor eficaz medido: 116 Vac.Valor eficaz real: 220 Vac.Error: 50%.
Armónicos 57
1. Introducción.2. Instrumentación que basa su medida en el cálculo del valor medio.3. Instrumentación de verdadero valor eficaz: multímetros y pinzas TRMS.4. Instrumentación de verdadero valor eficaz: osciloscopios.5. Instrumentación de verdadero valor eficaz: medidores de armónicos.6. Comparativa entre las distintas herramientas de medida.
Medida de armónicos
3. Instrumentación de verdadero valor eficaz: multímetros y pinzas TRMS.
También conocidos: TRMS.Multímetros.Pinzas amperimétricas.
Necesidad de medir señales con armónicos.Más prestaciones y más precisión que la instrumentación de valor medio.Varios sistemas de medida.Circuitos de medida más complejos.
Armónicos 58
1. Introducción.2. Instrumentación que basa su medida en el cálculo del valor medio.3. Instrumentación de verdadero valor eficaz: multímetros y pinzas TRMS.4. Instrumentación de verdadero valor eficaz: osciloscopios.5. Instrumentación de verdadero valor eficaz: medidores de armónicos.6. Comparativa entre las distintas herramientas de medida.
Medida de armónicos
3. Instrumentación de verdadero valor eficaz: multímetros y pinzas TRMS.
Método de medida basado en el calentamiento efectivo.
Armónicos 59
1. Introducción.2. Instrumentación que basa su medida en el cálculo del valor medio.3. Instrumentación de verdadero valor eficaz: multímetros y pinzas TRMS.4. Instrumentación de verdadero valor eficaz: osciloscopios.5. Instrumentación de verdadero valor eficaz: medidores de armónicos.6. Comparativa entre las distintas herramientas de medida.
Medida de armónicos
3. Instrumentación de verdadero valor eficaz: multímetros y pinzas TRMS.
Respuesta en frecuencia de un medidor.
Parámetros importantes:Ancho de banda.Frecuencia de corte.
Armónicos 60
1. Introducción.2. Instrumentación que basa su medida en el cálculo del valor medio.3. Instrumentación de verdadero valor eficaz: multímetros y pinzas TRMS.4. Instrumentación de verdadero valor eficaz: osciloscopios.5. Instrumentación de verdadero valor eficaz: medidores de armónicos.6. Comparativa entre las distintas herramientas de medida.
Medida de armónicos
3. Instrumentación de verdadero valor eficaz: multímetros y pinzas TRMS.
Armónicos 61
1. Introducción.2. Instrumentación que basa su medida en el cálculo del valor medio.3. Instrumentación de verdadero valor eficaz: multímetros y pinzas TRMS.4. Instrumentación de verdadero valor eficaz: osciloscopios.5. Instrumentación de verdadero valor eficaz: medidores de armónicos.6. Comparativa entre las distintas herramientas de medida.
Medida de armónicos
3. Instrumentación de verdadero valor eficaz: multímetros y pinzas TRMS.
Ambientes industriales:Instrumentación de valor medio: comete errores elevados, de hasta un 40%.Instrumentación de valor eficaz: ancho de banda mínimo de 1 kHz.
Armónicos 62
1. Introducción.2. Instrumentación que basa su medida en el cálculo del valor medio.3. Instrumentación de verdadero valor eficaz: multímetros y pinzas TRMS.4. Instrumentación de verdadero valor eficaz: osciloscopios.5. Instrumentación de verdadero valor eficaz: medidores de armónicos.6. Comparativa entre las distintas herramientas de medida.
Medida de armónicos
4. Instrumentación de verdadero valor eficaz: osciloscopios.
Permiten visualizar la forma de onda de una señal y medir los parámetros que la caracterizan.Tipos:
Equipos de banco.Equipos portátiles.
Funciones:Medida: tensión, corriente, resistencias, valores de pico, condensadores, factor de cresta, desfases, ...Localización de averías.
Armónicos 63
1. Introducción.2. Instrumentación que basa su medida en el cálculo del valor medio.3. Instrumentación de verdadero valor eficaz: multímetros y pinzas TRMS.4. Instrumentación de verdadero valor eficaz: osciloscopios.5. Instrumentación de verdadero valor eficaz: medidores de armónicos.6. Comparativa entre las distintas herramientas de medida.
Medida de armónicos
4. Instrumentación de verdadero valor eficaz: osciloscopios.
Corriente a la entrada de un convertidor de frecuencia PWM trifásico.
Armónicos 64
1. Introducción.2. Instrumentación que basa su medida en el cálculo del valor medio.3. Instrumentación de verdadero valor eficaz: multímetros y pinzas TRMS.4. Instrumentación de verdadero valor eficaz: osciloscopios.5. Instrumentación de verdadero valor eficaz: medidores de armónicos.6. Comparativa entre las distintas herramientas de medida.
Medida de armónicos
5. Instrumentación de verdadero valor eficaz: medidores de armónicos.
Equipos que proporcionan cualquier parámetro relacionado con los armónicos:
Orden.Frecuencia.Valor eficaz del armónico y de la señal.THD total y particular de cada armónico.Desfase del armónico respecto al fundamental.Factor de cresta.Espectro armónico.
Armónicos 65
1. Introducción.2. Instrumentación que basa su medida en el cálculo del valor medio.3. Instrumentación de verdadero valor eficaz: multímetros y pinzas TRMS.4. Instrumentación de verdadero valor eficaz: osciloscopios.5. Instrumentación de verdadero valor eficaz: medidores de armónicos.6. Comparativa entre las distintas herramientas de medida.
Medida de armónicos
5. Instrumentación de verdadero valor eficaz: medidores de armónicos.
Armónicos 66
1. Introducción.2. Instrumentación que basa su medida en el cálculo del valor medio.3. Instrumentación de verdadero valor eficaz: multímetros y pinzas TRMS.4. Instrumentación de verdadero valor eficaz: osciloscopios.5. Instrumentación de verdadero valor eficaz: medidores de armónicos.6. Comparativa entre las distintas herramientas de medida.
Medida de armónicos
5. Instrumentación de verdadero valor eficaz: medidores de armónicos
Armónicos 67
1. Introducción.2. Instrumentación que basa su medida en el cálculo del valor medio.3. Instrumentación de verdadero valor eficaz: multímetros y pinzas TRMS.4. Instrumentación de verdadero valor eficaz: osciloscopios.5. Instrumentación de verdadero valor eficaz: medidores de armónicos.6. Comparativa entre las distintas herramientas de medida.
Medida de armónicos
6. Comparativa entre las distintas herramientas de medida.
Armónicos 68
1. Introducción.2. Definiciones.
1. Cargas lineales.2. Cargas no lineales.
3. Equipos deformantes.1. Rectificador cargador.2. Variador de velocidad.3. Fuente de alimentación monofásica.4. Alumbrado fluorescente.5. Soldadura eléctrica.
4. Resumen.
Cargas Deformantes
Cargas Deformantes
1. Introducción.2. Definiciones.
1. Cargas lineales.2. Cargas no lineales.
3. Equipos deformantes.1. Rectificador cargador.2. Variador de velocidad.3. Fuente de alimentación monofásica.4. Alumbrado fluorescente.5. Soldadura eléctrica.
4. Resumen.
Armónicos 69
1. Introducción.2. Definiciones.
1. Cargas lineales.2. Cargas no lineales.
3. Equipos deformantes.1. Rectificador cargador.2. Variador de velocidad.3. Fuente de alimentación monofásica.4. Alumbrado fluorescente.5. Soldadura eléctrica.
4. Resumen.
Cargas Deformantes
1. Introducción.
Efectos del incremento del nivel de armónicos en la red:
Corriente de neutro más elevada que la de fase.Calentamiento excesivo de los transformadores con cargas inferiores a la nominal.Destrucción de las baterías de condensadores para la compensación de reactiva.
Armónicos 70
1. Introducción.2. Definiciones.
1. Cargas lineales.2. Cargas no lineales.
3. Equipos deformantes.1. Rectificador cargador.2. Variador de velocidad.3. Fuente de alimentación monofásica.4. Alumbrado fluorescente.5. Soldadura eléctrica.
4. Resumen.
Cargas Deformantes
2. Definiciones.
Carga lineal.Una carga es lineal cuando la corriente que absorbe tiene la misma forma que la tensión que la alimenta.La carga lineal no distorsiona la corriente.Compuesta por componentes pasivos: cargas resistivas, condensadores, inductancias, ...
Armónicos 71
1. Introducción.2. Definiciones.
1. Cargas lineales.2. Cargas no lineales.
3. Equipos deformantes.1. Rectificador cargador.2. Variador de velocidad.3. Fuente de alimentación monofásica.4. Alumbrado fluorescente.5. Soldadura eléctrica.
4. Resumen.
Cargas Deformantes
2. Definiciones.
Carga no lineal.Una carga es no lineal cuando la corriente que absorbe no es de la misma forma que la tensión que la alimenta.La carga no lineal distorsiona la corriente.Compuesta por elementos pasivos y activos: diodos, transistores, tiristores, resistencias, condensadores, ...
Armónicos 72
1. Introducción.2. Definiciones.
1. Cargas lineales.2. Cargas no lineales.
3. Equipos deformantes.1. Rectificador cargador.2. Variador de velocidad.3. Fuente de alimentación monofásica.4. Alumbrado fluorescente.5. Soldadura eléctrica.
4. Resumen.
Cargas Deformantes
2. Definiciones.
Carga no lineal.Consumen corriente a impulsos, cuando la forma de onda de la tensión alcanza un máximo o un mínimo υ señal pulsante.
Armónicos 73
1. Introducción.2. Definiciones.
1. Cargas lineales.2. Cargas no lineales.
3. Equipos deformantes.1. Rectificador cargador.2. Variador de velocidad.3. Fuente de alimentación monofásica.4. Alumbrado fluorescente.5. Soldadura eléctrica.
4. Resumen.
Cargas Deformantes
3. Equipos deformantes.
1. Rectificador cargador.2. Variador de velocidad.3. Fuente de alimentación monofásica.4. Alumbrado fluorescente.5. Soldadura eléctrica.
Armónicos 74
1. Introducción.2. Definiciones.
1. Cargas lineales.2. Cargas no lineales.
3. Equipos deformantes.1. Rectificador cargador.2. Variador de velocidad.3. Fuente de alimentación monofásica.4. Alumbrado fluorescente.5. Soldadura eléctrica.
4. Resumen.
Cargas Deformantes
3. Equipos deformantes.
1. Rectificador cargador.
Armónicos 75
1. Introducción.2. Definiciones.
1. Cargas lineales.2. Cargas no lineales.
3. Equipos deformantes.1. Rectificador cargador.2. Variador de velocidad.3. Fuente de alimentación monofásica.4. Alumbrado fluorescente.5. Soldadura eléctrica.
4. Resumen.
Cargas Deformantes
3. Equipos deformantes.
2. Variador de velocidad.
Armónicos 76
1. Introducción.2. Definiciones.
1. Cargas lineales.2. Cargas no lineales.
3. Equipos deformantes.1. Rectificador cargador.2. Variador de velocidad.3. Fuente de alimentación monofásica.4. Alumbrado fluorescente.5. Soldadura eléctrica.
4. Resumen.
Cargas Deformantes
3. Equipos deformantes.
3. Fuente de alimentación monofásica.
Armónicos 77
1. Introducción.2. Definiciones.
1. Cargas lineales.2. Cargas no lineales.
3. Equipos deformantes.1. Rectificador cargador.2. Variador de velocidad.3. Fuente de alimentación monofásica.4. Alumbrado fluorescente.5. Soldadura eléctrica.
4. Resumen.
Cargas Deformantes
3. Equipos deformantes.
4. Alumbrado fluorescente.
Armónicos 78
1. Introducción.2. Definiciones.
1. Cargas lineales.2. Cargas no lineales.
3. Equipos deformantes.1. Rectificador cargador.2. Variador de velocidad.3. Fuente de alimentación monofásica.4. Alumbrado fluorescente.5. Soldadura eléctrica.
4. Resumen.
Cargas Deformantes
3. Equipos deformantes.
5. Soldadura eléctrica.
Armónicos 79
1. Introducción.2. Efectos de los armónicos.3. Consecuencia de los armónicos en componentes conectados a las instalaciones.
Efectos y consecuencias de los armónicos.
Efectos y Consecuencias de los armónicos.
1. Introducción.2. Efectos de los armónicos.
1. Calentamientos.2. Salto de protecciones.3. Resonancia.4. Vibraciones y acoplamientos.5. Deterioro de la onda de tensión.
Achatamiento.6. Tensión entre neutro y tierra distinto de
cero.
Armónicos 80
1. Introducción.2. Efectos de los armónicos.3. Consecuencia de los armónicos en componentes conectados a las instalaciones.
Efectos y consecuencias de los armónicos.
Efectos y Consecuencias de los armónicos.
3. Consecuencias de los armónicos en componentes conectados a las instalaciones.
1. Motores asíncronos.2. Cables.3. Condensadores.4. Ordenadores y cargas informáticas.5. Impedancia de fuente.6. Transformadores.7. Sistemas de alimentación ininterrumpida.
Armónicos 81
1. Introducción.2. Efectos de los armónicos.3. Consecuencia de los armónicos en componentes conectados a las instalaciones.
Efectos y consecuencias de los armónicos.
Efectos y Consecuencias de los armónicos.
1. Introducción.Causantes principales de los armónicos:
PC.Convertidores de frecuencia para motores.Alumbrado halógeno y fluorescente.
Afectan a las instalaciones y a los equipos.Detección de los efectos de los armónicos:
Simple vista.Medidores de temperatura.Equipos especiales.
Armónicos 82
1. Calentamientos.2. Salto de las protecciones.3. Resonancia.4. Vibraciones y acoplamientos.5. Deterioro de la onda de tensión. Achatamiento.6. Tensión entre neutro y tierra distinta de cero.
Efectos de los armónicos.
Efectos de los armónicos.
1. Calentamientos.Efecto más importante.Efecto skin o efecto piel.
Disminución de la sección de paso.Aumento de la resistencia.Calentamiento por efecto Joule.
Armónicos 83
1. Calentamientos.2. Salto de las protecciones.3. Resonancia.4. Vibraciones y acoplamientos.5. Deterioro de la onda de tensión. Achatamiento.6. Tensión entre neutro y tierra distinta de cero.
Efectos de los armónicos.
Efectos de los armónicos.
1. Calentamientos.Equipos perjudicados:
Transformadores*
Motores eléctricosMagnetotérmicosConductores de faseConductores de neutro*
Armónicos 84
1. Calentamientos.2. Salto de las protecciones.3. Resonancia.4. Vibraciones y acoplamientos.5. Deterioro de la onda de tensión. Achatamiento.6. Tensión entre neutro y tierra distinta de cero.
Efectos de los armónicos.
Efectos de los armónicos.
2. Salto de las protecciones.Las señales con armónicos se caracterizan por:
Valor eficaz pequeño.Valor de pico grande.
Salto de los equipos de protección:Magnetotérmicos.
Aumento de temperatura provocado por los armónicos.
Diferenciales.Corrientes pulsantes.Capacidad para ver o no armónicos.
Armónicos 85
1. Calentamientos.2. Salto de las protecciones.3. Resonancia.4. Vibraciones y acoplamientos.5. Deterioro de la onda de tensión. Achatamiento.6. Tensión entre neutro y tierra distinta de cero.
Efectos de los armónicos.
Efectos de los armónicos.
3. Resonancia.Las baterías de condensadores para compensación de reactiva forman un circuito resonante con la instalación inductiva.Puede amplificarse alguno de los armónicos:
Efectos más perjudiciales.Destrucción de la batería de condensadores.
Armónicos 86
1. Calentamientos.2. Salto de las protecciones.3. Resonancia.4. Vibraciones y acoplamientos.5. Deterioro de la onda de tensión. Achatamiento.6. Tensión entre neutro y tierra distinta de cero.
Efectos de los armónicos.
Efectos de los armónicos.
1. Vibraciones y acoplamientos.Interferencias electromagnéticas.
Vibraciones.Cuadros eléctricos.Transformadores.
Acoplamientos y ruidos.Redes de telefonía.
Pérdida de calidad.
Redes de ordenadores.Errores de transmisión.
Armónicos 87
1. Calentamientos.2. Salto de las protecciones.3. Resonancia.4. Vibraciones y acoplamientos.5. Deterioro de la onda de tensión. Achatamiento.6. Tensión entre neutro y tierra distinta de cero.
Efectos de los armónicos.
Efectos de los armónicos.
5. Deterioro de la onda de tensión. Achatamiento.Onda de corriente con gran cantidad de armónicos ⇒ achatamiento de la onda de tensión ⇒ No se alcanza el valor de pico adecuado.Mal funcionamiento de puentes de diodos:
Fuentes de alimentación.Variadores de frecuencia.Pérdidas de datos.Reinicialización de ordenadores.
Armónicos 88
1. Calentamientos.2. Salto de las protecciones.3. Resonancia.4. Vibraciones y acoplamientos.5. Deterioro de la onda de tensión. Achatamiento.6. Tensión entre neutro y tierra distinta de cero.
Efectos de los armónicos.
Efectos de los armónicos.
6. Tensión entre neutro y tierra distinta de cero.Resistencia del cable de tierra no es nula.Recomendable:
Mantener la tensión entre neutro y tierra cerca de cero voltios.Buen sistema de tierras.Conexión independiente de cada equipo a tierra.
Armónicos 89
1. Motores asíncronos.2. Cables.3. Condensadores.4. Ordenadores y cargas informáticas.5. Impedancia de fuente.6. Transformadores.7. Sistemas de alimentación ininterrumpida.
Consecuencia de los armónicos en componentes conectados a las instalaciones.
Consecuencia de los armónicos en componentes conectados a las instalaciones.
1. Motores asíncronos.Calentamiento de los devanados del motor.Pérdidas de rendimiento.Vibraciones del eje del rotor.
Averías.Cortocircuitos.Desgaste del eje.
Reducción de la vida útil.
Armónicos 90
1. Motores asíncronos.2. Cables.3. Condensadores.4. Ordenadores y cargas informáticas.5. Impedancia de fuente.6. Transformadores.7. Sistemas de alimentación ininterrumpida.
Consecuencia de los armónicos en componentes conectados a las instalaciones.
Consecuencia de los armónicos en componentes conectados a las instalaciones.
2. Cables.La impedancia de los cables depende de la frecuencia.Los armónicos producen un aumento de esta impedancia.Consecuencias:
Deterioro de la calidad de la alimentación.Calentamiento excesivo de los cables.
Recomendaciones:Sección mayor que la recomendada.Cables ignífugos.
Armónicos 91
1. Motores asíncronos.2. Cables.3. Condensadores.4. Ordenadores y cargas informáticas.5. Impedancia de fuente.6. Transformadores.7. Sistemas de alimentación ininterrumpida.
Consecuencia de los armónicos en componentes conectados a las instalaciones.
Consecuencia de los armónicos en componentes conectados a las instalaciones.
3. Condensadores.Su impedancia disminuye con la frecuencia ⇒ Sobrecarga.
Resonancia.
Armónicos 92
1. Motores asíncronos.2. Cables.3. Condensadores.4. Ordenadores y cargas informáticas.5. Impedancia de fuente.6. Transformadores.7. Sistemas de alimentación ininterrumpida.
Consecuencia de los armónicos en componentes conectados a las instalaciones.
Consecuencia de los armónicos en componentes conectados a las instalaciones.
4. Ordenadores y cargas informáticas.Cargas más contaminantes.Cargas más sensibles a la presencia de armónicos.Sus efectos dependen en gran medida del número de ordenadores en una instalación.La contaminación armónica puede producir achatamiento de la tensión.Consecuencias:
Pérdidas de datos.Destrucción de discos duros.Reinicializaciones esporádicas.Mal funcionamiento.
Armónicos 93
1. Motores asíncronos.2. Cables.3. Condensadores.4. Ordenadores y cargas informáticas.5. Impedancia de fuente.6. Transformadores.7. Sistemas de alimentación ininterrumpida.
Consecuencia de los armónicos en componentes conectados a las instalaciones.
Consecuencia de los armónicos en componentes conectados a las instalaciones.
5. Impedancia de fuente.
Armónicos 94
1. Motores asíncronos.2. Cables.3. Condensadores.4. Ordenadores y cargas informáticas.5. Impedancia de fuente.6. Transformadores.7. Sistemas de alimentación ininterrumpida.
Consecuencia de los armónicos en componentes conectados a las instalaciones.
Consecuencia de los armónicos en componentes conectados a las instalaciones.
6. Transformadores.Efectos:
Calentamiento de los bobinados.Aumento de la impedancia.Desclasificación del transformador.Aumento de pérdidas.Disminución del rendimiento.
Armónicos 95
1. Motores asíncronos.2. Cables.3. Condensadores.4. Ordenadores y cargas informáticas.5. Impedancia de fuente.6. Transformadores.7. Sistemas de alimentación ininterrumpida.
Consecuencia de los armónicos en componentes conectados a las instalaciones.
Consecuencia de los armónicos en componentes conectados a las instalaciones.
7. Sistemas de alimentación ininterrumpida.Su comportamiento frente a los armónicos depende de su tecnología:
SAI clásico con modulación por anchura de pulso y frecuencia de conmutación constante.SAI con modulación por anchura de pulso a frecuencia libre.
Armónicos 96
1. Introducción.2. Importancia del neutro.3. Calentamiento y protección de los cables.4. Limitación de los efectos de los armónicos.5. Sección de los conductores.6. El fuego en las instalaciones eléctricas.
Soluciones en los cables
Soluciones en los cables
1. Introducción.2. Importancia del neutro.3. Calentamiento y protección de los cables.4. Limitación de los efectos de los armónicos.5. Sección de los conductores.6. El fuego en las instalaciones eléctricas.
Armónicos 97
1. Introducción.2. Importancia del neutro.3. Calentamiento y protección de los cables.4. Limitación de los efectos de los armónicos.5. Sección de los conductores.6. El fuego en las instalaciones eléctricas.
Soluciones en los cables
Soluciones en los cablesImportancia del neutro
Generación, transporte y distribución de la energía eléctrica se realiza en trifásica.En la red de baja tensión se incluye el hilo de neutro. El neutro del secundario del transformador se une a Tierra.El usuario dispone de dos tensiones:
380 V para cargas trifásicas de potencia elevada.220 V para cargas monofásicas de pequeño consumo.
La corriente de neutro es nula si:Carga equilibrada.Corriente es senoidal pura.
Armónicos 98
1. Introducción.2. Importancia del neutro.3. Calentamiento y protección de los cables.4. Limitación de los efectos de los armónicos.5. Sección de los conductores.6. El fuego en las instalaciones eléctricas.
Soluciones en los cables
Soluciones en los cablesImportancia del neutro
Receptores no lineales ⇒ distorsión armónica de la corriente.Los armónicos impares están en fase en los tres hilos y su suma sobre el neutro no es nula.Efecto piel:
Armónico de orden 3 ⇒ 9 vecesArmónico de orden 5 ⇒ 25 veces
Consecuencias:Mayor consumo ⇒ incremento del costo de funcionamientoMayor riesgo de averías ⇒ incremento del costo de mantenimiento
Armónicos 99
1. Introducción.2. Importancia del neutro.3. Calentamiento y protección de los cables.4. Limitación de los efectos de los armónicos.5. Sección de los conductores.6. El fuego en las instalaciones eléctricas.
Soluciones en los cables
Soluciones en los cablesImportancia del neutro
Medidas a adoptar:Análisis previo de las cargas de la instalación.La sección del neutro no debe ser reducida.Interruptores de protección omnipolares. Deben incluir el hilo de neutro.Los relés de protección deben incluir una protección adecuada para el neutro.
Armónicos 100
1. Introducción.2. Importancia del neutro.3. Calentamiento y protección de los cables.4. Limitación de los efectos de los armónicos.5. Sección de los conductores.6. El fuego en las instalaciones eléctricas.
Soluciones en los cables
Soluciones en los cablesCalentamiento y protección de los cables
Relación:Intensidad de servicio del receptorMáxima intensidad permanente del cableIntensidad de funcionamiento de las protecciones
Ampliación de una instalación antigua:Salto de las proteccionesIncremento de las corrientes máximasContaminación armónicaDesequilibrio del reparto de carga
Armónicos 101
1. Introducción.2. Importancia del neutro.3. Calentamiento y protección de los cables.4. Limitación de los efectos de los armónicos.5. Sección de los conductores.6. El fuego en las instalaciones eléctricas.
Soluciones en los cables
Soluciones en los cablesLimitación de los efectos de los armónicos
Criterios:Elección de equipos de baja emisión de armónicosEstructura de la instalación
Tensión de alimentaciónPunto de conexión de las cargasPotencia de cortocircuito
Eliminación de ciertos armónicos por medio de filtros pasivos o activosExigir una alimentación de calidad
Armónicos 102
1. Introducción.2. Importancia del neutro.3. Calentamiento y protección de los cables.4. Limitación de los efectos de los armónicos.5. Sección de los conductores.6. El fuego en las instalaciones eléctricas.
Soluciones en los cables
Soluciones en los cablesSección de los conductores
La circulación de corrientes armónicas produce un incremento importante del valor de corriente que circula por la instalación trifásica.Los armónicos más perjudiciales son el de orden 3 y sus múltiplos, ya que se encuentran en fase en los tres conductores de fase y se suman aritméticamente en el conductor de neutro.
Armónicos 103
1. Introducción.2. Importancia del neutro.3. Calentamiento y protección de los cables.4. Limitación de los efectos de los armónicos.5. Sección de los conductores.6. El fuego en las instalaciones eléctricas.
Soluciones en los cables
Soluciones en los cablesSección de los conductores
Armónicos 104
1. Introducción.2. Importancia del neutro.3. Calentamiento y protección de los cables.4. Limitación de los efectos de los armónicos.5. Sección de los conductores.6. El fuego en las instalaciones eléctricas.
Soluciones en los cables
Soluciones en los cablesSección de los conductores
Armónicos 105
1. Introducción.2. Importancia del neutro.3. Calentamiento y protección de los cables.4. Limitación de los efectos de los armónicos.5. Sección de los conductores.6. El fuego en las instalaciones eléctricas.
Soluciones en los cables
Soluciones en los cablesSección de los conductores
La circulación de armónicos requiere un sobredimensionamiento de los cables:
Incremento de la corriente de circulaciónEfecto piel
Recomendaciones:Incremento del 50% de la sección de los conductores de faseIncremento del 300% de la sección del conductor de neutro
Armónicos 106
1. Introducción.2. Sobredimensionamiento.3. Transformadores.4. Filtros pasivos.5. Dispositivos diferenciales.6. Compensador activo de armónicos.
Soluciones electrotécnicas
Soluciones electrotécnicas
1. Introducción.2. Sobredimensionamiento.3. Transformadores.4. Filtros pasivos.5. Dispositivos diferenciales.6. Compensador activo de armónicos.
Armónicos 107
1. Introducción.2. Sobredimensionamiento.3. Transformadores.4. Filtros pasivos.5. Dispositivos diferenciales.6. Compensador activo de armónicos.
Soluciones electrotécnicas
Soluciones electrotécnicasIntroducción
Armónicos 108
1. Introducción.2. Sobredimensionamiento.3. Transformadores.4. Filtros pasivos.5. Dispositivos diferenciales.6. Compensador activo de armónicos.
Soluciones electrotécnicas
Soluciones electrotécnicasSobredimensionamiento
Instalación:Presencia de armónicosTransformador por encima del 75% de su potencia nominal
⇒ Tensión de mala calidad⇒ Incremento del THD individual de cada
armónicoPrimera solución ⇒Sobredimensionamiento:
Transformador de mayor potenciaCables con sección mayor
Esta medida no elimina armónicos pero atenúa sus efectos.
Armónicos 109
1. Introducción.2. Sobredimensionamiento.3. Transformadores.4. Filtros pasivos.5. Dispositivos diferenciales.6. Compensador activo de armónicos.
Soluciones electrotécnicas
Soluciones electrotécnicasTransformadores
Utilización de los transformadores:Elementos de adaptación de tensión.Cambiar el régimen de neutro de la instalación.Aislamiento galvánico.Medida de seguridad suplementaria contra contactos directos.Aislamiento y separación de la fuente y las cargas.
Confinar armónicos de un determinado rango en una parte de la instalación.
Armónicos 110
1. Introducción.2. Sobredimensionamiento.3. Transformadores.4. Filtros pasivos.5. Dispositivos diferenciales.6. Compensador activo de armónicos.
Soluciones electrotécnicas
Soluciones electrotécnicasTransformadores
Transformador triángulo/estrella.
Armónicos 111
1. Introducción.2. Sobredimensionamiento.3. Transformadores.4. Filtros pasivos.5. Dispositivos diferenciales.6. Compensador activo de armónicos.
Soluciones electrotécnicas
Soluciones electrotécnicasTransformadores
Transformador de doble secundario.
Armónicos 112
1. Introducción.2. Sobredimensionamiento.3. Transformadores.4. Filtros pasivos.5. Dispositivos diferenciales.6. Compensador activo de armónicos.
Soluciones electrotécnicas
Soluciones electrotécnicasFiltros pasivos
Filtros pasivos acordes.
Armónicos 113
1. Introducción.2. Sobredimensionamiento.3. Transformadores.4. Filtros pasivos.5. Dispositivos diferenciales.6. Compensador activo de armónicos.
Soluciones electrotécnicas
Soluciones electrotécnicasFiltros pasivos
Filtros pasivos acordes.
Armónicos 114
1. Introducción.2. Sobredimensionamiento.3. Transformadores.4. Filtros pasivos.5. Dispositivos diferenciales.6. Compensador activo de armónicos.
Soluciones electrotécnicas
Soluciones electrotécnicasFiltros pasivos
Inductancia serie.
Armónicos 115
1. Introducción.2. Sobredimensionamiento.3. Transformadores.4. Filtros pasivos.5. Dispositivos diferenciales.6. Compensador activo de armónicos.
Soluciones electrotécnicas
Soluciones electrotécnicasCompensador activo de armónicos
Armónicos 116
1. Introducción.2. Sobredimensionamiento.3. Transformadores.4. Filtros pasivos.5. Dispositivos diferenciales.6. Compensador activo de armónicos.
Soluciones electrotécnicas
Soluciones electrotécnicasCompensador activo de armónicos
Ventajas:Corrección instantánea e independiente de los armónicos de corriente en cada una de las fases.Controla y reduce de manera eficaz los armónicos que circulan por el neutro.Eliminación de armónicos en el punto de inserción.Optimiza la impedancia de la instalación.Disminuye el THD.Transformadores menos desclasificados.Limitación de corriente sin riesgo de sobrecarga.Dimensiones y peso reducidos.Antirresonancia.
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