Pequeño apunte de Armonicos

7/23/2019 Pequeo apunte de Armonicos

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ARMONICOS

w w w . i na c a p . c lDOCENTE : JORGE ARAYA DIAZ

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INTRODUCCIN

En los ltimos aos es comn que las instalaciones

elctricas interiores y comerciales tengan cargas con


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controles y dispositivos electrnicos; como en el caso delos electrodomsticos (con elementos de estado slido),computadoras personales, lmparas ahorradoras, etc.




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La presencia de estas cargas ha originado perturbacionesen las ondas de tensin y corriente, tanto en su formacomo en su magnitud, ocasionando dao en los equipos ymalestar en los usuarios.


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,conserve los niveles de calidad segn la normatividadexistente y hacer conocer a los usuarios cules cargasson ms sensibles, capaces de generar perturbaciones yla forma de atenuarlas para obtener un mejor servicio.




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Identificar las fuentes que producen armnicos.

Reconocer los efectos de los armnicos en las

OBJETIVOS


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insta aciones e ctricas.

Reconocer los efectos de los armnicos en las Motores

elctricos.

Reconocer las tcnicas para atenuar los armnicos.




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En la actualidad es comn que

las instalaciones elctricas

INTRODUCCIN


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interiores y comerciales tengancargas con controles ydispositivos electrnicos.




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La presencia de estas cargas enlas instalaciones elctricas haoriginado perturbaciones en la

INTRODUCCIN


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,onda como en su magnitud,ocasionando muchas veces,dao en los equipos y malestaren los usuarios.




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ARMNICOSSon ondas de tensin o corriente, cuya frecuencia es unmltiplo entero de la frecuencia fundamental de la red (50 Hz).


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ARMNICOS

El armnico de rango h (generalmente denominadoarmnico h) es la componente senoidal de una seal,


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.




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1. El valor de la frecuencia fundamental (o armnico derango 1) es 50 Hz.

2. El se undo ran o armnico tiene una frecuencia de

ARMNICOS


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100 Hz.

3. El tercer armnico tiene una frecuencia de 150 Hz.

4. El cuarto armnico tiene una frecuencia de 200 Hz.

5. Una seal deformada es la resultante de la suma dediferentes armnicos.




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ARMNICOS

Onda de frecuencia fundamental (50 Hz) y armnicos.


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FUENTES DE ARMNICOSLos equipos generadores de armnicos estn presentes entodas las instalaciones industriales, comerciales yresidenciales. Los armnicos son provocados por las cargasno lineales.


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CARGA LINEAL

Una carga es considerada lineal cuando la intensidad quecircula por ella tiene la misma forma sinusoidal que la tensinque la alimenta. Ejemplo: lmparas incandescentes,calentador de agua, transformadores de baja potencia, etc.


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CARGA NO LINEALUna carga es considerada no lineal cuando la intensidad quecircula por ella no tiene la misma forma senoidal que latensin que la alimenta.


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CARGAS NO LINEALES

Las cargas no lineales tpicas sonlos equipos que contienencircuitos con electrnica de


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.Estos tipos de cargas son cadavez ms frecuentes y suporcentaje en el consumo totalde la instalacin aumenta

constantemente. Tensin

Corriente




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Equipos de informtica: PCs,fotocopiadoras, faxes, etc.

Aplicaciones domsticas:

CARGAS NO LINEALES


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equ pos e te ev s n, ornosmicroondas, iluminacinfluorescente, etc.

Fuentes de alimentacinininterrumpida (UPS).




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PERTURBACIONES

VVFUENTEFUENTE

El flujo de intensidades armnicas, a travs de lasimpedancias de la instalacin, generan armnicos de tensin,que deforman la tensin de alimentacin.


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VVCARGACARGA




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PERTURBACIONES

La impedancia de un conductor aumenta en funcin a lafrecuencia de la intensidad que circula por l. Para cadaarmnico de rango h, existe por tanto, una impedancia Zh del


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.




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FLUJO DE ARMNICOS EN UNA

INSTALACINPara entender mejor el fenmeno de las intensidadesarmnicas, puede ser til imaginarse que las cargas nolineales inyectan intensidades armnicas en la direccin de lafuente.


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FLUJO DE ARMNICOS EN UNA

INSTALACIN


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No crean flujo

de armnicos

AT/BT




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Por qu es necesario detectar ysuprimir los armnicos?

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Los armnicos son referidos a su:

ORDEN: Relacin entre la frecuencia del armnico y dela fundamental.

SECUENCIA:

(+) Positiva

7,13, 19. (6n+1)

(-) Negativa

5, 11,17. (6n-1)

-


, , FRECUENCIA: fh= h x fn (en Hz.)

TABLA QUE MUESTRA ORDEN, FRECUENCIA Y SECUENCIA




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ORIGEN DE LOS ARMONICOSORIGEN DE LOS ARMONICOS

Los armnicos son generados por cargas llamadas no lineales.

En estas cargas la corriente no es lineal al valor instantneo delvoltaje, adems la corriente tiene una forma del tipo pulsante.

2 a 3 mS


CARGA NO LINEAL

T

20mS




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Las cargas no lineales se clasifican en 3 grupos:

ELECTRONICA DE POTENCIA

Rectificadores (6 pulsos, 12 pulsos, etc.)

Variadores de velocidad Fuentes conmutadas (Pcs, perifricos, etc.), etc.


APARATOS DE ARCO

Transformadores Equipos de alumbrado (saturacin hierro) Etc.

Hornos de arcos Equipos de soldadura Etc.




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POR QUE ESTA AUMENTANDOLA DISTORSION ARMONICA?

Son dos las causas principales:


aumen o cons era e e as cargas no nea es,

Aumento de los puntos de resonancia en la red.




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EFECTOS DE LOS ARMONICOSEFECTOS DE LOS ARMONICOS

Aqu se detallarn algunos de sus efectos:

En conductores en general

Neutros

En banco de condensadores (ptos. Resonancia)


En transformadores

En motores de induccin

En protecciones Elctricas

En tableros Elctricos

Barras Neutras En otros Equipos

Equipos de Medida




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Se produce el efecto Skin, debido al aumento de la frecuenciaproducto de las corrientes armnicas. Esto hace aumentar laresistencia, el calentamiento y el deterioro de estos.

Aparece un considerable aumento de prdidas por efecto

Joule.

CONDUCTORES EN GENERAL:





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En sistemas 3 de 4 conductores que alimentan cargas nolineales (Fase y neutro), an cuando el sistema est en equilibrio, losarmnicos Triplens hace que valor de la I en el neutro sobrepaseal valor de una de las fases. Pudiendo ser ste de 170% de la I unade las fases.

CONDUCTORES NEUTROS:


La aparicin de estas corrientes causa:

Sobrecalentamiento de conductores y ductos.

Cadas de tensin entre el conductor de Tierra y Neutro.This page was created using Nitro PDFtrial software.



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BANCO DE CONDENSADORES:

Al instalar bancos de condensadores para mejora el FP, se formancircuitos resonante paralelo y serie.

Sistema de potencia alimenta acarga no lineal

w w w . i na c a p . c lDOCENTE : JORGE ARAYA DIAZCircuito paralelo Circuito serie




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El paso de corrientes armnicas hace disminuir la impedancia(Xc) del condensador, debido al aumento de la frecuencia.


Los condensadores se ven afectados por:

Activacin de protecciones (Fusibles)

Fatiga trmica

Fatiga del dielctrico

Efe c to Corona

El aumento de 10% la tensin en el dielctrico reduce ala mitad la vida til del condensador.




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Los armnicos sobre transformadores producen:

TRANSFORMADORES:

Un aumento en prdidas por corrientes parsitas (Foucault),las que son proporcionales a la frecuencia.

Un aumento en prdidas por Histereis, son proporcionales a lafrecuencia.


Un aumento en la temperatura nominal de trabajo.

El aumento de un 10% de la temperatura nominal,reduce a la mitad la vida til de este.

Limitan la Potencia nominal del transformador, debindosedesclasificarlo.

Falla prematura del transformador.




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Los transformadores 3 conectados en tringulo - estrella que

alimentan a cargas no lineales (monofsicas), circulan armnicas

Triple-n por las fases y el neutro del lado de la estrella. En el caso

de que las cargas estn balanceadas las corrientes quedarn

TRANSFORMADORES:


atrapas en el tringulo.

La circulacin de corrientes en el primario produce un

sobrecalentamiento de los devanados.




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TRANSFORMADOR CON ARMONICOS




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Un motor al aplicrsele una tensin distorsionada aumenta lasprdidas en general (I 2 x R) tanto en el Estator como en el Rotor, y

prdidas en el ncleo.

MOTORES DE INDUCCION:

Algunos de los problemas presentes son:


Disminucin en el torque, depende de la secuencia de los

armnicos.

Fatiga mecnica prematura en rodamientos o engranes.

La mayora de los fabricantes recomiendan que la distorsin de

voltaje aplicado a un motor no sea superior 5%.




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MOTORES DE INDUCCION:

Problemas que presentan la secuencia de los armnicas :



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