Aspectos Fundamentales de las Armónicas (1/4)
Summary
TLDREl guion del video discute los aspectos fundamentales de las armónicas en la potencia y cómo afectan la calidad de la energía en edificios. Se menciona que los códigos eléctricos, aunque centrados en la seguridad, no abordan problemas de calidad como la operación errática de equipos, sobrecarga y fallas prematuras debido a armónicas. Se destaca la importancia de medidas preventivas y diseños que son económicos de instalar y efectivos para reducir problemas de energía. El video también explica cómo las cargas no lineales, como computadoras y maquinaria con accionamiento de velocidad variable, generan armónicas que distorsionan la corriente y afectan negativamente a los sistemas de potencia. Se ofrecen herramientas para detectar y abordar estos problemas, con el fin de mantener sistemas eléctricos eficientes y seguros.
Takeaways
- 🏢 Los edificios modernos deben estar preparados para manejar las necesidades eléctricas actuales y futuras, lo que incluye problemas de calidad de energía como las armónicas.
- 🔌 Los códigos eléctricos están diseñados para la seguridad, pero no siempre abordan problemas de calidad de energía, como la operación errática de equipos y el sobrecarga debido a armónicas.
- 🛠️ Las medidas preventivas y consideraciones de diseño para reducir problemas de energía son económicas y efectivas si se implementan durante la construcción o renovación.
- 🔍 Un fenómeno misterioso está causando sobrecalentamiento de transformadores, saltos de interruptores de circuito y fallas en motores, a pesar de que las herramientas de detección muestran todo como normal.
- 🛠️ Es importante detectar y solucionar problemas de armónicas utilizando las herramientas adecuadas y conocimiento sobre dónde buscar.
- 🎵 Las armónicas son frecuencias que son múltiplos de las frecuencias fundamentales y se producen cuando se tocan instrumentos de música cerca del puente, vibrando a frecuencias armónicas adicionales.
- 🌐 En sistemas de potencia, las corrientes o voltajes armónicos son múltiplos de la frecuencia fundamental y se producen debido a cargas no lineales.
- 🔊 Las cargas lineales, como un sistema de electricidad ideal, no producen corriente distorsionada y mantienen una forma de onda sinusoidal.
- 🔧 Las cargas no lineales, comunes en computadoras, iluminación con diodos LEDs, maquinaria de oficina y motores de velocidad variable, producen corriente distorsionada que contiene armónicas.
- 🔄 Las cargas no lineales pueden representarse como una resistencia en paralelo con generadores de corriente operando a frecuencias armónicas, lo que resulta en una corriente distorsionada.
- 🌀 Las armónicas afectan a la rotación de motores trifásicos, donde las armónicas de secuencia positiva hacen que el motor gire en un sentido y las negativas en el otro, y las de secuencia cero no rotan.
Q & A
¿Qué problemas pueden causar las armónicas en un edificio?
-Las armónicas pueden causar sobrecalentamiento de transformadores, conductores de fase y neutros, saltos de interruptores de circuito, y fallas prematuras de equipos, como motores que se queman sin razón aparente.
¿Por qué los códigos eléctricos no cubren los problemas de calidad de la energía?
-Los códigos eléctricos están relacionados con la seguridad y no abordan problemas de calidad de la energía, como la operación errática de equipos computacionales, cableado sobrecargado y problemas de armónicas.
¿Qué son las medidas preventivas y consideraciones de diseño para reducir problemas de energía?
-Las medidas preventivas y consideraciones de diseño son soluciones que pueden disminuir las ocurrencias y efectos de problemas de energía, y son económicamente factibles de instalar durante la etapa de construcción o renovación de un edificio.
¿Qué sucede con los edificios de oficina y las plantas de fabricación en cuanto a armónicas?
-En los edificios de oficina y las plantas de fabricación, los transformadores, neutros y conductores de fase se sobrecalientan, los interruptores de circuito saltan y los motores se queman sin una razón aparente, a pesar de que las herramientas de detección muestran que todo está normal.
¿Qué es un sistema de potencia y cómo se relaciona con las armónicas?
-Un sistema de potencia es un conjunto de componentes que suministran energía eléctrica a un edificio o instalación. Las armónicas son frecuencias distorsionadas que se producen en estos sistemas debido a cargas no lineales, lo que puede afectar negativamente la calidad de la energía.
¿Cómo se identifican las armónicas y cómo se enfrentan los problemas relacionados?
-Las armónicas se identifican mediante herramientas de detección y análisis de la corriente y voltaje. El enfrentamiento del problema implica la implementación de soluciones como filtros pasivos o activos, y la optimización del diseño de la red eléctrica.
¿Qué son las cargas lineales y cómo afectan la forma de onda de voltaje?
-Las cargas lineales son dispositivos que consumen energía de una forma sinusoidal y a la misma frecuencia que la fuente. Cuando están conectados a una fuente de energía ideal, la corriente consumida también es sinusoidal y no produce distorsión.
¿Qué son las cargas no lineales y cómo afectan la calidad de la energía?
-Las cargas no lineales son dispositivos que consumen energía de manera no sinusoidal y a frecuencias distintas de la fuente. Estas cargas, como computadoras y sistemas de iluminación, pueden generar armónicas y distorsionar la corriente, afectando negativamente la calidad de la energía.
¿Qué es una carga con elementos nominales y cómo afecta la forma de onda de la corriente?
-Una carga con elementos nominales es un dispositivo que utiliza componentes como condensadores y resistores para controlar la corriente. Al conectarse a un voltaje de corriente alterna, estos elementos pueden generar pulsos de corriente que distorsionan la forma de onda, creando armónicas.
¿Qué son las secuencias de armónicas y cómo afectan a los motores trifásicos?
-Las secuencias de armónicas son grupos de armónicas que afectan la rotación del campo magnético en un motor trifásico. Las armónicas de secuencia positiva hacen que el motor gire en un sentido, mientras que las de secuencia negativa pueden cancelar el efecto de la fundamental y hacer que el motor gire en sentido contrario, potencialmente causando daños.
¿Cómo se relacionan las armónicas con los efectos en los equipos de distribución de potencia?
-Las armónicas afectan los equipos de distribución de potencia al causar calentamiento excesivo en conductores y neutros, lo que puede resultar en fallas de equipo y reducir la vida útil de los componentes.
Outlines
🔌 Problemas de Calidad de Energía y Armónicos
El primer párrafo aborda la importancia de las armónicas en la calidad de la energía y cómo los edificios modernos están equipados para manejar las necesidades eléctricas actuales y futuras. Se menciona que los códigos eléctricos están diseñados para la seguridad pero no necesariamente cubren problemas de calidad de energía, como la operación errática de equipos, sobrecarga y fallas prematuras debido a armónicas. Se enfatiza la importancia de las medidas preventivas y consideraciones de diseño que son económicas de implementar durante la construcción o renovación de un edificio. Además, se describe un fenómeno misterioso que afecta a edificios de oficina y plantas de fabricación, donde se observan sobrecalentamiento de transformadores y otros problemas eléctricos sin una causa aparente, y se señala la importancia de las herramientas de detección de problemas para entender y abordar estos asuntos.
🔧 Comprensión de Armónicos y Cargas No Lineales
El segundo párrafo se enfoca en explicar qué son las armónicas y cómo afectan los sistemas de potencia. Se describe que las armónicas son frecuencias enteras o múltiplos de frecuencias fundamentales, y se da un ejemplo de cómo las cuerdas de un instrumento pueden vibrar a diferentes frecuencias armónicas. Se contrasta con las cargas lineales, que no producen corriente distorsionada cuando están conectadas a un voltaje de corriente sin uso ideal. En cambio, las cargas no lineales, comunes en muchos dispositivos modernos, como computadoras y sistemas de iluminación, producen corriente distorsionada que contiene armónicas. Estas cargas no lineales se representan por una resistencia en paralelo con generadores de corriente operando a frecuencias armónicas, lo que resulta en una corriente distorsionada en el sistema de potencia. El párrafo también toca brevemente sobre cómo las armónicas afectan a los motores de inducción trifásico y la importancia de entender las secuencias de armónicas para prevenir daños en el equipo.
Mindmap
Keywords
💡Armónicos
💡Potencia
💡Calidad de la energía
💡Cargas no lineales
💡Sistemas de potencia
💡Códigos eléctricos
💡Medidas preventivas
💡Detección de problemas
💡Frecuencias fundamentales
💡Circuito de entrada a condensador teórico
Highlights
Los edificios modernos están diseñados para manejar las necesidades eléctricas actuales y futuras.
Los desarrolladores y constructores de edificios consideran fundamental tener un suministro de energía sin problemas.
Los códigos eléctricos están relacionados con la seguridad y no cubren los problemas de calidad de la energía.
Problemas de calidad de la energía incluyen operación errática de equipos, sobrecarga y fallas prematuras.
Las medidas preventivas y consideraciones de diseño son económicos y efectivos durante la construcción o renovación.
Los edificios de oficina y plantas de fabricación experimentan sobrecalentamiento y fallas en equipos sin razón aparente.
Las herramientas de detección de problemas y procedimientos muestran resultados normales a pesar de los problemas.
Es importante detectar problemas energéticos con las herramientas adecuadas y conocimiento sobre dónde buscar.
Los sistemas de potencia y las armónicas son temas fundamentales para entender la calidad de la energía.
Las armónicas son frecuencias que son múltiplos de las frecuencias fundamentales.
La carga lineal no produce corriente distorsionada y mantiene la forma sinusoidal del voltaje.
Las cargas no lineales, como computadoras y maquinaria, producen corriente distorsionada con armónicas.
El circuito de entrada a condensador teórico y no lineal es común en cargas no lineales y contribuye a la distorsión de la corriente.
Las armónicas afectan tanto a la distribución de potencia como a los equipos que sirven cargas no lineales.
Las cargas no lineales monofásicas, como receptáculos y iluminación, pueden causar calentamiento en conductores neutros.
Las armónicas de cargas lineales monofásicas afectan tanto a la iluminación comercial como a las plantas industriales con grandes motores.
Las armónicas de números pares no se generan en la distribución de corriente alterna debido a su forma de onda.
Las armónicas de secuencia positiva y negativa afectan la rotación de los motores de inducción trifásico.
Las frecuencias triples, como la tercera armónica, no rotan y afectan el neutro de un sistema de cable trifásico de cuatro hilos.
Transcripts
[Música]
aspectos fundamentales de las armónicas
de potencia
su edificio puede manejar las
necesidades eléctricas de hoy está listo
para la próxima década
los desarrolladores y constructores de
edificios saben que tener un edificio
sin problemas de energía es básico los
códigos eléctricos están relacionados
con la seguridad y no cubren los
problemas de calidad de la energía como
por ejemplo la operación errática de
equipo computacional equipo y cableado
sobrecargado debido a armónicas subidas
y bajadas de voltaje falla prematura de
equipos disparos de interruptores y
otros
[Música]
las medidas preventivas y las
consideraciones de diseño que pueden
disminuir las ocurrencias y efectos de
los problemas de energía son baratos de
instalar durante la etapa de
construcción o renovación de un edificio
también son costos efectivos este
programa le ayudará a entender mejor una
de las preocupaciones más importantes de
la calidad de la energía
las armónicas
un hecho misterioso está ocurriendo los
edificios de oficina y las plantas de
fabricación de hoy
los transformadores los neutros y
conductores de fase se están
sobrecalentando los interruptores de
circuito están saltando y los motores se
queman sin razón aparente
[Música]
sin embargo las herramientas de
detección de problemas y los
procedimientos muestran que todo está
normal cuál es el problema entonces
[Música]
detectar el problema es relativamente
importante una vez que se tienen las
herramientas correctas y si se sabe que
buscar y donde este programa le ayuda a
usted a entender básicamente los
sistemas de potencia y las armónicas
incluye algunos puntos sobre cómo
identificar las armónicas y métodos para
enfrentar el problema
las armónicas son frecuencias enteras o
múltiplos de números enteros de
frecuencias fundamentales si ustedes
hacen tocar un instrumento en el medio
las cuerdas vibran en la frecuencia más
baja fundamental y si lo tocan cerca del
puente las cuerdas vibran a la
fundamental y además a una o más
frecuencias armónicas simultáneamente
en esta forma la fundamental se combina
con las ondas sinusoidales armónicas
para formar ondas distorsionadas
repetitivas no sinusoidales en los
sistemas de potencia las corrientes
armónicas o voltajes armónicos son
múltiplos de la fundamental ellos están
presentes en la forma distorsionada
creada por cargas no lineales
para entenderlo veamos primero las
cargas lineales
[Música]
bajo condiciones normales las formas de
onda de voltaje suministradas por una
compañía eléctrica sería sinusoidal a la
frecuencia fundamental
cuando se conecta a una carga lineal a
un montaje si no soy dal solamente va a
ser el sinusoidal a la misma frecuencia
en otras palabras una carga lineal no
produce una corriente distorsionada
cuando se conecta a un voltaje de
corriente sin uso ideal cuando la carga
contiene elementos nominales el circuito
lleva una corriente impulsos abruptos y
no en una forma casual estos pulsos
forman una onda distorsionada que
contiene armónicas
la salud y cas son prevalentes en todo
lugar que existan una gran cantidad de
cargas no lineales como computadoras
personales iluminación con balas atrás
electrónicas maquinaria de oficina
electrónica y accionamiento de motores
de velocidad variable equipos que
típicamente contienen un suministro de
energía conectado con un circuito de
entrada a condensador teórico y no
lineal este tipo de circuito convierte
el voltaje de corriente alterna a
continua y para cargar el condensador
grande con el pico de voltaje de línea
luego saca corriente continua para dar
potencia al resto del circuito
a medida que el voltaje pasa a través de
todo un ciclo completo va sacando pulsos
de corriente solamente durante el pico
de voltaje de línea esto produce que la
corriente se distorsione y es justamente
la distorsión la que contienen las
armónicas
esta carga puede ser representado por
una resistencia en paralelo con
distintos generadores de corriente
operando a frecuencias armónicas la
resistencia conduce la corriente a la
frecuencia fundamental los generadores
de corrientes armónicas bombean
corriente a más alta frecuencia todas
éstas suman para formar la corriente
distorsionada que es llevada por la
carga no lineal entonces cuando se
conecta esa carga entra al sistema de
distribución
cada armónica tiene un nombre frecuencia
y secuencia
en la distribución de corriente alterna
la porción positiva y negativa de la
corriente y las formas de onda son
prácticamente iguales entonces no hay
componente de corriente continua bajo
estas condiciones las armónicas de
números pares no se generan
el resto de las armónicas ocurren en
tres secuencias en términos del efecto
de su rotación de factor mientras más
alta la frecuencia más rápida es la
rotación del campo magnético las
armónicas de secuencia positiva
incluyendo las fundamentales son las que
giran en sentido directo en otras
palabras cuando se aplican a un motor de
inducción trifásico el motor rota hacia
adelante y el campo magnético producido
por una secuencia negativa de armónicas
tiende a cancelar el campo producido por
la fundamental y rota en sentido reverso
este efecto puede producir que los
motores de inducción trifásico se quemen
y las secuencias cero conocidas como
frecuencias triples no rotan ellas se
agregan en el neutro de un sistema de
cable trifásico de cuatro hilos
la mayoría de las armónicas que se
encuentran en el neutro se deben la
tercera armónica los efectos de las
armónicas se encuentran en los equipos
de distribución de potencia que sirven
tanto a los monofásicos como a las
cargas no lineales trifásicas las cargas
no lineales monofásicas son típicamente
receptáculos o tomas corrientes de
iluminación que se encuentran en
edificios comerciales mientras que las
físicas se encuentran en plantas
industriales donde hay grandes motores
con accionamiento de velocidad variable
las armónicas de las cargas lineales
monofásicas entran a través de las tomas
de corriente producen calentamiento de
los conductores neutros y de barras
colectoras
[Música]
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