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ARMNICOS EN SISTEMAS ELCTRICOS

Ing. Augusto Valdivia

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N S

S

tsenBNStcosdt

dBNS

dt

SdB

dt

d

Generador de corriente alterna

t

S

B

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Parmetros

Periodo T = 2/

Frecuencia f = 1/T

Desfase

Valor mxima Um

Valor instantneo: Es el que toma en un instante, t

Valor medio Umed = 2Um/

Valor eficaz Urms (se define como la raz cuadrada de la media de los

cuadrados de los valores instantneos

alcanzados durante un perodo )

Factor de cresta

CF= Um/Urms

t

T

Um

u(t) = Um cos(t + )

2

mrms

UU

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Desfase entre intensidad y tensin

u(t) = Um cos(t + ) i(t) = Im cost

t

2

UU

XMEF

2

II

XMEF

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Una funcin senoidal puede ser representada por un vector giratorio, al que se denomina fasor o vector de Fresnel, que tendr las

siguientes caractersticas:

Girar con una velocidad angular .

Su mdulo ser el valor mximo o el eficaz, segn convenga.

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La generacin trifsica de energa elctrica es la forma ms

comn y la que provee un uso ms eficiente de los conductores.

La utilizacin de electricidad en forma trifsica es comn

mayoritariamente para uso en industrias donde muchas de las

mquinas funcionan con motores para esta tensin.

Entre cada una de las fases hay un desfase de 120.

La corriente trifsica est formada por un conjunto de tres formas

de onda, desfasadas una respecto a la otra 120 grados

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Las corrientes trifsicas se generan mediante alternadores dotados de tres bobinas o grupos de bobinas, arrolladas sobre tres sistemas de piezas polares equidistantes entre s.

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Existen por tanto cuatro posibles interconexiones entre generador y carga:

Estrella - Estrella Estrella - Delta Delta - Estrella Delta - Delta

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Los valores de los parmetros que caracterizan la seal

de alimentacin elctrica de tensin o de corriente que

circula por la instalacin elctrica pueden verse alterados

debido a mltiples factores: arranque o parada de

motores, utilizacin de equipo electrnico, interferencias

electromagnticas, etc.

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Se pueden producir 04 perturbaciones elctricas bsicas:

-Perturbacin de amplitud: -Hueco de tensin (1-90% de U, 10-1000 ms)

-Interrupcin ( 110% de U, duracinn corta o larga)

-Transitorio (sobretensin de cortaduracin, ms, fuertemente

amortiguada)

-Fluctuacin de tensin (variaciones consecutivas de 10% de U) -Parpadeo (flicker: inestabilidad de la sensacin visual)

-Perturbacin de frecuencia: variacin en la produccin y

transporte

-Desequilibrio: valores desiguales de tensin o corriente

-Perturbacin de forma de onda (armnicos)

%100%)10%();;(

xI

IIoDequilibri

med

medTSRXM

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Los armnicos en las instalaciones elctricas han

empezado a ser importantes desde los 90, cuando la

proporcin del consumo electrnico ha empezado a ser

comparable al consumo de los equipos elctricos.

Los equipos electrnicos hacen que nuestro trabajo se

simplifique, que la calidad y cantidad de produccin

aumenten, o los tiempos de vida se alarguen, pero a

medida que la proporcin de este tipo de cargas

aumenta, crece tambin el nivel de armnicos y sus

efectos perjudiciales.

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QU ORIGINA CALENTAMIENTO EN LOS MOTORES

TRABAJANDO A POTENCIAS INFERIORES A LA NOMINAL?

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QUIN DETERIORA LOS CIRCUITOS ELCTRONICOS

DE LAS INSTALACIONES INDUSTRIALES?

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QU ORIGINA EL CALENTAMIENTO Y SOBRECARGA DE LAS

INSTALACIONES INDUSTRIALES A POTENCIAS INFERIORES A

LA NOMINAL?

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LOS ARMNICOS!

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Antecedentes

Desde hace algunos aos, se est registrando

en todos los pases una

creciente sensibilidad

hacia la calidad del producto electricidad o dicho de otra forma,

hacia la calidad de la onda de tensin.

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Calidad de la Energa Elctrica

La energa elctrica es suministrada en forma de un sistema trifsico de tensiones de naturaleza

sinusoidal.

Hay cuatro parmetros que caracterizan a la onda de tensin y que permiten medir su grado ptimo

Frecuencia

Amplitud.

Forma

Simetra.

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EL SISTEMA ELCTRICO

Centrales elctricas

Las centrales elctricas

producen una

onda sinusoidal

de 60 Hertz

prcticamente

perfecta.

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Dnde se pierde la calidad de la onda?

Las alteraciones de la calidad de la onda, tiene lugar en los propios procesos

de produccin,

transporte y

distribucin, as

como en su

utilizacin por

determinados tipos

de receptores.

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Generacin de electricidad y

transmisin de perturbaciones

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Definiciones Bsicas Compatibilidad Electromagntica CEM

Se denomina Compatibilidad Electromagntica (CEM) la aptitud de un aparato o de un sistema para funcionar de manera satisfactoria en su entorno electromagntico y sin producir l mismo perturbaciones electromagnticas intolerables para todo lo que se encuentre en dicho entorno.

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Disturbio Electromagntico

Seal elctrica indeseable que produce efectos

adversos en los circuitos de control

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Cargas Lineales y No Lineales

Las cargas lineales no deforman la forma de onda.

Los armnicos son provocados por las cargas no lineales.

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Cargas no lineales

Las cargas no lineales

tpicas son los equipos que

contienen circuitos con

electrnica de potencia.

Este tipo de cargas son

cada vez ms frecuentes y

su porcentaje en el

consumo total de la

instalacin aumenta

constantemente.

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Cualquier seal peridica, por compleja que sea, se

puede descomponer en la suma de seales senoidales

cuya frecuencia es mltiplo de la fundamental.

Teorema de Fourier

)).2(....)3.2(.)2.2(.)2(.()( 1131

1211 nfsenAfsenAfsenAfsenAAts n

n

o

A0, A1, A2,amplitudes.

f1 : frecuencia fundamental

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Espectro armnico Permite descomponer una seal en sus armnicos y

representarlo mediante un grfico de barras, cada barra

representa un armnico con una frecuencia, un valor

eficaz, una magnitud y un desfase.

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Forma de representacin

El espectro en

frecuencia es un

mtodo grfico

muy prctico que

permite la

representacin

de los armnicos

que componen

una seal

peridica.

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Armnicos

Son ondas de tensin

o de corriente cuya

frecuencia es un

mltiplo entero de la

frecuencia

fundamental de la red

(60Hz).

El armnico de rango h (generalmente

denominado armnico h) es la componente

sinusoidal de una seal, cuya frecuencia es h

veces la frecuencia fundamental.

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Armnicos

1. el valor de la frecuencia fundamental (o armnico de rango 1) es 60 Hertz (Hz),

2. el segundo (rango) armnico tiene una frecuencia de 120 Hz,

3. el tercer armnico tiene una frecuencia de 180 Hz,

4. el cuarto armnico tiene una frecuencia de240 Hz,

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