Aspectos Fundamentales de las Armónicas (1/4)

Procobre

13 Nov 200807:01

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

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🔌 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.

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🔧 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

Los armónicos son frecuencias que son múltiplos enteros de una frecuencia fundamental. En el contexto del video, se refieren a las frecuencias que se producen en los sistemas eléctricos debido a cargas no lineales, lo que puede causar distorsión en las ondas y afectar el rendimiento de los equipos. Ejemplos de armónicos se mencionan cuando se habla de sobrecalentamiento de transformadores y motores queman sin razón aparente.

💡Potencia

La potencia es una medida de la cantidad de energía que se puede obtener de una fuente en un tiempo determinado. En el video, se discute cómo los edificios pueden estar preparados para manejar las necesidades eléctricas actuales y futuras, destacando la importancia de tener sistemas eléctricos que puedan soportar la potencia requerida sin problemas.

💡Calidad de la energía

La calidad de la energía se refiere a la estabilidad y la pureza del suministro eléctrico. El video menciona que los códigos eléctricos están relacionados con la seguridad pero no abordan la calidad de la energía, como la operación errática de equipos y sobrecarga debido a armónicos, lo que es crucial para evitar problemas en la operación de edificios.

💡Cargas no lineales

Las cargas no lineales son dispositivos o sistemas que consumen electricidad de una manera que no sigue una onda sinusoidal estándar. En el video, se indica que estas cargas, como computadoras, iluminación con diodos LEDs, y maquinaria de oficina, generan armónicos que distorsionan las ondas eléctricas y pueden provocar problemas en otros equipos.

💡Sistemas de potencia

Los sistemas de potencia son los componentes y procesos que involucran la generación, transmisión y distribución de energía eléctrica. El video ayuda a entender cómo estos sistemas se ven afectados por los armónicos y cómo pueden diseñarse para minimizar sus efectos en el funcionamiento de los edificios.

💡Códigos eléctricos

Los códigos eléctricos son conjuntos de reglas y regulaciones que gobiernan la instalación y el uso seguro de la electricidad. Aunque estos códigos son fundamentales para la seguridad, el video señala que a menudo no abordan problemas de calidad de energía, como la distorsión causada por armónicos.

💡Medidas preventivas

Las medidas preventivas son acciones tomadas para evitar futuros problemas o riesgos. En el video, se sugiere que hay consideraciones de diseño y medidas que pueden tomarse durante la construcción o renovación de un edificio para reducir los problemas de energía, como los causados por armónicos.

💡Detección de problemas

La detección de problemas implica el uso de herramientas y procedimientos para identificar problemas potenciales. El video enfatiza la importancia de detectar problemas de armónicos, ya que sin las herramientas adecuadas, puede ser difícil discernir qué está causando problemas como el sobrecalentamiento y fallas de equipos.

💡Frecuencias fundamentales

Las frecuencias fundamentales son las frecuencias básicas de las ondas sinusoidales en un sistema de potencia. El video describe cómo las cargas lineales responden a estas frecuencias, mientras que las cargas no lineales generan armónicos que son múltiplos de la frecuencia fundamental, lo que resulta en distorsión de la onda.

💡Circuito de entrada a condensador teórico

Un circuito de entrada a condensador teórico es un tipo de diseño de circuito que se utiliza en algunos dispositivos electrónicos para convertir voltaje de corriente alterna a continua. El video menciona este tipo de circuito como un ejemplo de cómo las cargas no lineales pueden generar armónicos al operar.

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.