Se presentan casos prácticos, donde se tratan mediciones de armónicas realizadas en instalaciones eléctricas con contenido armónico, se realiza el análisis de las mediciones y su representación, y se evalua el efecto de las armónicas en los equipos eléctricos y en la instalación eléctrica, se tratan algunas propuestas de solución.

1. ARMONICAS: CASOS PRACTICOS Salvador Chávez Negrete Ing, M.C. Guadalajara, México 16 Noviembre 2010 WEBINAR Leonardo Energy en Español 16 Noviembre 2010 – 9h00 México – 16h00 España

8. 1.Tipos de carga

9. Armónicas y transitorios . . . En este punto hay cierta confusión las armónicas no son transitorios. Un transitorio es un disturbio en el voltaje de alimentación que dura menos de medio ciclo y que inicialmente tiene la misma polaridad que el voltaje normal, de tal manera que el disturbio se suma a la forma de onda nominal; este fenómeno es ocasionado por maniobras y/o por descargas atmosféricas. 2. Distorsión armónica en voltaje y corriente ARMÓNICAS TRANSITORIO

10. Voltaje, Corriente e Impedancia Si la corriente que demanda la carga es lineal, la forma de onda de voltaje a la salida no se va a ver afectado. Pero si la corriente que demanda la carga es no-lineal, la forma de onda de voltaje a la salida puede o no ser distorsionada. El elemento común que enlaza a la corriente y al voltaje en la producción de la distorsión armónica es la impedancia. 2. Distorsión armónica en voltaje y corriente Impedancia = R XL +

11. Voltaje, Corriente e Impedancia La distorsión de voltaje esta en función de la impedancia de la fuente y de la forma que demanda la corriente a través de la impedancia. La impedancia de la fuente es igual al cambio del voltaje producido por el incremento en el cambio de corriente: Z=  V /  I ;  V= Z x  I La formula de la reactancia inductiva (XL) es: XL= 2  f L A mayor f mayor XL y mayor caída de voltaje. f= frecuencia L= inductancia 2. Distorsión armónica en voltaje y corriente

12. Corriente No Lineal (Carga Monofásica) La onda de la computadora tiene el siguiente espectro: Fundamental 100% 3a armónica 50% 5a armónica 15% 7a armónica 5% 9a armónica 3% %THDI = 52.5 2. Distorsión armónica en voltaje y corriente

13. Corriente No Lineal (Carga Trifásica) Convertidores de 6 y 12 pulsos: De acuerdo con el número de pulsos del convertidor podemos saber sus armónicas características, en base a la siguiente formula: h= kn±1 Donde: h Representa la armónica característica del convertidor n Representa el numero de pulsos del convertidor k Contador de 1 en adelante 2. Distorsión armónica en voltaje y corriente

14. Corriente No Lineal (Carga Trifásica) 2. Distorsión armónica en voltaje y corriente

15. Corriente No Lineal (Carga Trifásica) Equipo de Medición: PowerSight Energy Analizer Drive con convertidor de seis pulsos (Corriente) Forma de Onda 2. Distorsión armónica en voltaje y corriente

16. Corriente No Lineal (Carga Trifásica) Drive con convertidor de seis pulsos (Corriente) Espectro Armónico Gráfico Equipo de Medición: PowerSight Energy Analizer 2. Distorsión armónica en voltaje y corriente

17. Corriente No Lineal (Carga Trifásica) Drive con convertidor de seis pulsos (Corriente) Espectro Armónico Tabulado Equipo de Medición: PowerSight Energy Analizer 2. Distorsión armónica en voltaje y corriente

18. Corriente No Lineal (Carga Trifásica) Drive con convertidor de seis pulsos (Corriente) Efecto en Voltaje Equipo de Medición: PowerSight Energy Analizer 2. Distorsión armónica en voltaje y corriente

21. Interruptor 30Amp, cable calibre 6AWG, Temperatura del interruptor 65 o C, con una corriente de 17.3Amps con un THDi=68.5%, y Factor de potencia de 0.81 3. Efecto de la distorsión armónica

22. Interruptor de 15Amp Cable calibre 8AWG Temperatura del interruptor de 45 o C, con una corriente de 15.1Amp, THDi=36%. Y Factor de potencia de 0.92 3. Efecto de la distorsión armónica

23. Corrientes por el Neutro Las corrientes a 60 Hz se cancelan en un sistema trifásico (las fases tienen 120° de defasamiento) Las corrientes de la tercera armónica y sus múltiplos (6a., 9a., 12a.,…) se suman en el neutro del sistema trifásico (presentan 0° de defasamiento) 3. Efecto de la distorsión armónica

24. Corrientes por Neutro Sistema Trifásico 3. Efecto de la distorsión armónica

25. Efecto de las Corrientes Armónicas Corrientes por el Neutro 3. Efecto de la distorsión armónica

26. Corrientes por el Neutro Efecto de las Corrientes Armónicas 3. Efecto de la distorsión armónica

28. Factor K También conocido como Factor de distribución armónico, se utiliza como índice en el diseño de equipos (transformadores). Los transformadores con Factor K están diseñados para trabajar bajo un ambiente armónico. El factor K se diseña en función del contenido armónico de la carga no lineal del circuito que alimenta el transformador Efecto de las Corrientes Armónicas 3. Efecto de la distorsión armónica

29. Calculo del Factor K: 3. Efecto de la distorsión armónica

33. GRACIAS! Salvador Chávez Negrete, MC,Ing Ingeniería y Consultoría Avanzada en Soluciones de Energía Guadalajara Jal, México Tel: 52 (33) 31224886 Nextel: 33 11366684 ID: 52*222*5481 [email_address] http://www.icase.com.mx