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Introducción
En el mundo actual, la calidad de la energía es más importante que nunca. Probablemente haya escuchado términos como "Distorsión armónica total (THD)" y "Factor de potencia", especialmente cuando se trata de sistemas eléctricos. Pero, ¿qué significan realmente y cómo entenderlos puede mejorar el rendimiento de su sistema? Analicémoslo.
THD esencialmente mide el nivel de distorsión en su sistema eléctrico. Es la cantidad de frecuencias armónicas en una línea en comparación con la frecuencia fundamental del sistema (normalmente 60 Hz). Si estás pensando: “¿Armónicos? ¿Eso es música?”—¡no del todo! Los armónicos son como frecuencias no deseadas que alteran la señal eléctrica, haciéndola menos eficiente.
Puedes medir tanto armónicos de tensión como armónicos de corriente, pero el objetivo es mantenerlos bajo control. Aquí hay una fórmula simple para el voltaje THD:
THD = √(Σ(Vn_rms²) / Vfund_rms) × 100%
Dónde:
Una onda sinusoidal ideal (sin armónicos) tiene un THD del 0%, pero cualquier valor superior significa que su sistema tiene distorsión. Cuanto mayor sea el porcentaje, más distorsión habrá.
En pocas palabras, los armónicos ocurren cuando tienes cargas no lineales (cargas que extraen corriente en pulsos desiguales, como computadoras o iluminación LED). Estos provocan distorsiones en la corriente, que a su vez afectan el voltaje. Y si estos armónicos no se controlan, pueden calentar su sistema, dañar el equipo y desperdiciar energía.
Una cosa importante: cuando midas THD, no lo hagas en la carga (donde se generan los armónicos). En su lugar, mídalo en el transformador para obtener una lectura más precisa. Cuando la THD se mide a plena carga, coincide estrechamente con otra métrica importante: la distorsión de demanda total (TDD), que compara la corriente armónica con la carga de corriente máxima del sistema a lo largo del tiempo.
El factor de potencia es otra métrica clave. En pocas palabras, le indica con qué eficiencia su sistema utiliza la electricidad que consume. Un factor de potencia perfecto es 1, lo que significa que toda la energía se utiliza para un trabajo productivo. Cualquier cantidad menor significa que se está desperdiciando energía.
El factor de potencia se puede descomponer en:
El factor de potencia se calcula así:
PF = cos(θ)
Donde θ es el ángulo de fase entre la corriente y el voltaje. Un factor de potencia más bajo indica ineficiencia y, en la mayoría de los casos, agregar capacitores puede corregir esto.
Cuando entran en juego los armónicos, las cosas se complican un poco más. Los condensadores normales no pueden corregir el componente armónico del factor de potencia porque podrían terminar amplificando los armónicos. En su lugar, es necesario utilizar filtros especializados para gestionar esto. Aquí está la fórmula para el factor de potencia, incluidos los armónicos:
PFTot = PF × PFTHD
Esto tiene en cuenta tanto el desplazamiento entre corriente y voltaje como la distorsión causada por los armónicos. Como ejemplo, si su factor de potencia de desplazamiento es 0,906 y el THD es 49%, el factor de potencia total será de alrededor de 0,814. No es genial, ¿verdad? Por eso es tan importante mantener bajo control los factores de desplazamiento y distorsión.
Aquí hay otro término rápido que debe conocer: Factor de cresta actual. Compara el valor máximo de una forma de onda con su valor RMS, lo que le ayuda a comprender cuánta distorsión hay en una forma de onda. En una onda sinusoidal perfecta, esta relación es 1,414, pero los valores más altos indican más distorsión y posible sobrecalentamiento del equipo.
Otro factor en todo esto es la impedancia de la fuente, que afecta la facilidad con la que se forman los armónicos. Cuanto menor sea la impedancia de la fuente, más fácilmente se generarán armónicos. El aumento de la impedancia puede reducir la distorsión, y esto a menudo se logra agregando reactores de línea o transformadores de aislamiento.
Toda esta charla sobre distorsión y factor de potencia puede hacer que te preguntes: ¿cómo puedo solucionarlo? Ahí es donde entra en juego YT Electric. Nos especializamos en ayudarlo a reducir los armónicos y mejorar el factor de potencia a través de nuestros Generadores de var estáticos (SVG) y Filtros de armónicos activos (AHF). ).
Nuestros SVG suministran energía reactiva dinámicamente para mantener un factor de potencia estable, mientras que nuestros AHF manejan esos molestos armónicos, manteniendo bajos los niveles de THD. Ya sea que esté lidiando con un sistema lleno de cargas no lineales o simplemente desee optimizar su distribución de energía, estas soluciones pueden ahorrar energía, proteger su equipo y ayudarlo a cumplir con estándares regulatorios como IEEE 519.
Con las soluciones de YT Electric, puede mantener su sistema funcionando de manera eficiente, minimizar la distorsión y reducir el desperdicio de energía, todo mientras garantiza la longevidad de su equipo.
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