Armonicos
CALIDAD DE LA POTENCIA CALIDAD DE LA POTENCIA DISTORSION ARMONICA 1.5 1 0.5 0 -0.5 -1 -1.5 0 200 400 600 80
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CALIDAD DE LA POTENCIA
CALIDAD DE LA POTENCIA DISTORSION ARMONICA 1.5
1
0.5
0
-0.5
-1
-1.5
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
Es la distorsión (periódica) de la forma de onda senoidal del voltaje o corriente. Esta es causada por la operación de equipos no lineales como lo son rectificadores y hornos de arco eléctrico. Este es un fenómeno en estado estable.
CALIDAD DE LA POTENCIA ARMONICOS
fu n d a m e n t a l ( 6 0 H z )
1
f u n d a m e n t a l m á s t e r c e r a a r m ó n ic a t e r c e r a a r m ó n ic a ( 1 8 0 H z . )
0 .5
0
-0 .5
0
0 .0 0 5
0 .0
0 .0 1
0 .0 2
ARMONICOS CONTENIDO •
INTRODUCCIÓN
•
DEFINICIONES
•
SECUENCIA Y ARMÓNICOS
•
FUENTES DE ARMÓNICOS
•
FLUJO DE CORRIENTES ARMÓNICAS
•
EFECTO DE LOS ARMÓNICOS
•
RESONANCIA
•
TÉCNICAS DE MEDICIÓN DE ARMÓNICOS
•
MÉTODOS PARA LA CORRECCIÓN DE ARMÓNICOS
•
CONCLUSIONES
INTRODUCCIÓN ELEMENTOS NO LINEALES: •
La Tensión No Es Directamente Proporcional Con La Corriente
•
Su impedancia no es constante (es dependiente de la tensión)
•
Causantes de la distorsión armónica
•
No linealidad diferente a dependencia de la frecuencia
DEFINICIONES LEY DE FOURIER: Cualquier onda periódica no senoidal se puede descomponer en una suma de ondas senoidales.
n=∞
y (t ) = Y0 + ∑ Yn 2 sin ( nwt − δ n ) n =1
DEFINICIONES •
FRECUENCIA FUNDAMENTAL: 60 Hz=f0
•
FRECUENCIA ARMÓNICA: • frecuencia multiplo entero de la fundamental: fn=n*f0 • Normalmente los armónicos por enima del orden 23 son despreciables
•
ARMÓNICO: • distorsión de la corriente y/o • distorsión de la tensión
DEFINICIONES •
ORDEN DEL ARMÓNICO: n •
•
n = fcia Armónica/fcia fundamental
DISTORSIÓN ARMÓNICA: •
Desviación de la forma de onda senoidal debido a la adición de uno ó más armónicos. Onda no puramente senoidal = Armónicos
v o lt s
1 5 0
0
-1 5 0
0 0 .0 2
0 .0 4
0 .0 6
0 .0 8
0 .1
0 .1 2
0 .1 4
s e g
DEFINICIONES •
DISTORSIÓN ARMÓNICA TOTAL: • THD: Relación entre la magnitud de los armónicos de una tensión o corriente alterna y la magnitud de su componente fundamental. • Para el voltaje: THDV =
V 22 +V 32 + " V1
x 100
• Para la corriente: THD I =
I 22 + I 32 + " I1
x 100
DEFINICIONES •
DISTORSIÓN ARMÓNICA TOTAL: • Para las armónicas individuales:
Vn IHD n = x 100 V1
DEFINICIONES •
Factor K transformadores: • Cuando un transformador alimenta cargas no lineales, este transformador se sobrecalienta aun cuando no haya alcanzado sus KVA nominales. • Se estima que el calentamiento de los transformadores debido a las armónicas es directamente proporcional al cuadrado de la armónica multiplicado por las pérdidas que esta produce, de esta manera aparece el factor K el cual es aplicado a transformadores
DEFINICIONES •
Factor K transformadores: •
Este factor K viene especificado en los datos de placa de algunos transformadores, indicando la capacidad del transformador para alimentar cargas no lineales sin exceder la temperatura de operación a la cual están diseñados, esto es: 2
Ih 2 Factor K = ∑ h h =1 I rms ∞
•
Donde la corriente de la expresión anterior es la corriente de la carga no lineal la cual será o es alimentada por el transformador.
•
Los factores K más comunes de transformadores son de 4 y 13, los cuales son utilizados para alimentar cargas que utilizan rectificación principalmente.
DEFINICIONES •
Relación entre las secuencias y las armónicas: secuencia
1
2
0
1
2
0
1
2
.......
armónica
1
2
3
4
5
6
7
8
.......
• De esta manera el comportamiento de las armónicas es similar al comportamiento de las secuencias. • Es por esta razón que ante la presencia de armónicas en la corriente del sistemas, se tengan corrientes que circulan de una manera similar a las corrientes de secuencia.
DEFINICIONES •
Relación entre las secuencias y las armónicas:
• Así como las corrientes de secuencia cero tienden a fluir por los neutros del sistemas, entonces este comportamiento lo tienen las armónicas múltiplos de tres Ia
Ib
Ic
In
Circulación de la tercera armónica por el neutro de un transformador
NORMATIVIDAD •
RECOMENDACIONES DEL IEEE 519: •
Las recomendaciones del IEEE std 519 “ IEEE Recommended Practices and Requirements for Harmonic Control in Electrical Power Systems” son las siguientes: Tabla . Limites de distorsión de voltaje Voltaje del bus ≤ 69 KV 69 KV< Vbus ≤ 161 KV > 161 KV
IHD 3.0 1.5 1.0
THD 5.0 2.5 1.5
NORMATIVIDAD •
RECOMENDACIONES DEL IEEE 519: Tabla 3.2. Limites de distorsión de corriente para sistemas de 120 V a 69 KV Máxima corriente de distorsión en % de IL. Para armónicas impares ICC / IL