Aspectos Fundamentales de las Armónicas (1/4)

Summary

El 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.