¿Qué son los armónicos y cómo identificar las fuentes de armónicos en su instalación con HIOKI PQ3198?
¿Qué son los armónicos y cómo se generan?
En un circuito de CA ideal con una forma de onda de voltaje sinusoidal, la corriente correspondiente a través de la resistencia lineal también estará en forma de onda sinusoidal [1] . Esta forma de onda se llama forma de onda fundamental (o armónicos de primer orden) y corresponde a la frecuencia de suministro única llamada frecuencia fundamental , que es la frecuencia más baja.
Sin embargo, como la mayoría de las cargas eléctricas tienen características de voltaje-corriente no lineales [2] (la corriente no es proporcional al voltaje y fluctúa con la impedancia de carga alterna), la onda sinusoidal resultante tendrá una frecuencia que es un múltiplo entero de la frecuencia fundamental. Si la frecuencia es n múltiplos de la frecuencia fundamental, son los armónicos de orden n de la frecuencia fundamental. Para una tensión de 50 Hz, la segunda frecuencia de armónicos de orden es 2 × 50 = 100 Hz, 3 rd frecuencia orden armónicos es 3 x 50 = 150 Hz, y así sucesivamente.
La superposición de estas formas de onda de frecuencia múltiple con la frecuencia fundamental dará como resultado una forma de onda no sinusoidal distorsionada llamada armónicos . La Figura 1.0 a continuación ilustra el concepto de armónicos de voltaje para un voltaje de frecuencia fundamental de 50 Hz.
Figura 1.0 Forma de onda de armónicos de voltaje para un voltaje de frecuencia fundamental de 50 Hz
Fuentes comunes de armónicos
Las cargas no lineales son fuentes comunes de armónicos en los sistemas de potencia, donde la corriente no es proporcional a la tensión [3] . Ejemplos de cargas no lineales son:
Componente de la unidad de fuente de alimentación (PSU) de equipos de TI (para convertir de CA a CC)
Iluminación con circuito de corrección del factor de potencia (PFC) (para aumentar la eficiencia energética)
Unidad de frecuencia variable (VFD) y unidad de velocidad variable (VSD) (para controlar la velocidad del motor)
Efectos de los armónicos
La Tabla 1.0 a continuación enumera ejemplos de los efectos de los armónicos en varios equipos.
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EQUIPO |
EFECTOS |
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Conductores |
Sobrecalentamiento, disparo molesto (MCCB) |
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Condensadores |
Calentamiento, envejecimiento prematuro y destrucción del condensador. |
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Transformadores y motores |
Sobrecalentamiento de los devanados, pérdida de aislamiento térmico, eficiencia reducida |
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Generadores de poder |
Pérdida en la capacidad de sincronización y conmutación automática |
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Equipo del sistema de comunicación |
Interferencia que conduce a la pérdida de datos |
Tabla 1.0 Efecto de armónicos en varios equipos
