¿Cómo mitigar los Armónicos en los Sistemas de Potencia?

En un sistema de energía eléctrica, los armónicos significan básicamente los múltiplos de la corriente o el voltaje a la frecuencia del voltaje fundamental. Siempre que observas una forma de onda y no es la forma de onda sinusoidal habitual que esperas, significa que hay armónicos involucrados.

¿Qué causa los armónicos? Bueno, las señales de CA se pueden dividir en lineales y no lineales. Los sistemas no lineales consumen energía en pulsos cortos y repentinos, y estos pulsos alteran las formas de onda de la corriente, provocando distorsión.

Esta distorsión luego crea armónicos que conducen a problemas de calidad de la energía que afectan la carga y el sistema de distribución. Los televisores y otros dispositivos electrónicos son ejemplos de sistemas de carga no lineales.

Ahora, hablemos de los armónicos eléctricos fundamentales. Aquí es donde comienza la energía del generador. La frecuencia aquí se conoce como frecuencia fundamental o frecuencia del primer armónico.

Podría ser 50 Hz o 60 Hz, según el país. Todos los sistemas eléctricos y electrónicos están diseñados para funcionar bien con esta frecuencia.

Cuando se trata de órdenes de armónicos y formas de onda complejas:

• Armónicos de segundo orden: las formas de onda tienen una frecuencia de 100 Hz, que es 50 Hz multiplicado por dos. Esto muestra que los segundos armónicos tienen una frecuencia dos veces mayor que la frecuencia fundamental. Cuando los armónicos fundamentales llegan a cero, alcanza su valor alto y viceversa. 

Esto hace que el segundo armónico comience en la dirección inversa, lo que significa que una corriente de secuencia negativa fluye en el circuito eléctrico. Esta corriente afecta al motor de inducción al oponerse al campo magnético giratorio, lo que resulta en un par mecánico menor al esperado. Este tipo de armónico también se llama secuencia negativa.

- Armónicos de tercer orden: Tiene una frecuencia tres veces mayor que la del armónico fundamental, es decir, 150 Hz. Éste es realmente peligroso. Desde la forma de onda, tanto la corriente del tercer armónico como la del armónico fundamental llegan a cero al mismo tiempo y aumentan en el mismo valor pero en puntos opuestos.

Esto hace que los armónicos creen una corriente de secuencia cero, aumentando los voltajes neutros en el sistema eléctrico. El aumento del voltaje neutro hace que el relé opere el disyuntor. Esto es causado por la corriente del tercer armónico, que también se conoce como triplena.

- Armónicos de Quinto Orden: Tiene una frecuencia de 250 Hz y características similares a los armónicos de tercer orden pero con una frecuencia de operación mayor.

El análisis de forma de onda muestra que una forma de onda compleja se compone de una combinación de armónicos y la forma de onda fundamental, cada una con sus propios ángulos de fase y valores máximos.

Los filtros armónicos activos son muy eficaces para abordar y resolver los problemas armónicos antes mencionados. Están diseñados específicamente para detectar y contrarrestar los impactos negativos causados ​​por los armónicos, asegurando un suministro eléctrico más estable y limpio.

Al filtrar activamente los componentes armónicos, los filtros de potencia activos ayudan a mantener la calidad y la integridad del sistema eléctrico, minimizando las perturbaciones y los daños potenciales que pueden provocar los armónicos. Su aplicación es crucial en diversas industrias y sistemas de energía para lograr un rendimiento energético y una confiabilidad óptimos.

Si desea saber más sobre los armónicos o tiene alguna otra pregunta, no dude en contactarnos : sales@yt-electric.com en cualquier momento. Nuestro equipo profesional estará dedicado a brindarle asistencia.