Armónicos en los Sistemas eléctricos de potencia

En los sistemas eléctricos de potencia, los armónicos son un fenómeno cada vez más relevante debido a la creciente complejidad y las altas demandas de las redes eléctricas modernas. Estos componentes de frecuencia múltiple pueden causar una serie de problemas si no se gestionan adecuadamente.

¿Qué son los Armónicos?

Los armónicos son voltajes o corrientes que operan a una frecuencia múltiple de la frecuencia fundamental del sistema eléctrico (normalmente 50 o 60 Hz). Por ejemplo, si la frecuencia fundamental es de 60 Hz, los armónicos serán componentes de 120 Hz (2º armónico), 180 Hz (3º armónico), y así sucesivamente. Estos armónicos se generan principalmente por el uso de dispositivos que contengan electronica de potencia como variadores de frecuencia, fuentes de alimentación conmutadas, y cargas no lineales en general. A continuación se muestra una figura representativa de la onda senoidal con la corriente fundamental, y los armónicos 3ro, 5to, y 7mo.

Armónicos Fundamental y multiplos 3, 5 y 7.

Impacto de los Armónicos en los Sistemas Eléctricos

Los armónicos pueden tener una serie de efectos adversos en los sistemas eléctricos de potencia, incluyendo:

1. Calentamiento de Equipos: Los armónicos pueden causar un calentamiento excesivo en transformadores, motores y otros equipos eléctricos, reduciendo su vida útil y eficiencia.
   

2. Pérdidas en el Sistema: La presencia de armónicos aumenta las pérdidas de energía en el sistema debido a la resistencia adicional que encuentran las corrientes armónicas.

3. Interferencias en las Comunicaciones: Los armónicos pueden causar interferencias electromagnéticas que afectan las señales de comunicación y control dentro de las instalaciones eléctricas.

4. Degradación de la Calidad de la Potencia: La calidad de la potencia se ve afectada por la distorsión armónica, lo que puede causar problemas en la operación de equipos sensibles y en la precisión de mediciones eléctricas.

5. Riesgos para la Seguridad: Los armónicos pueden generar condiciones de sobrecarga y fallos en los sistemas de protección, aumentando el riesgo de accidentes y daños materiales.

Flujo general de corrientes armónicas en un sistema de potencia radial.

Soluciones para Mitigar los Armónicos

Existen varias estrategias y tecnologías para mitigar los efectos de los armónicos en los sistemas eléctricos:

1. Filtros de Armónicos: Los filtros de armónicos son dispositivos diseñados para mitigar los armónicos no deseados. Pueden ser pasivos (compuestos por inductancias, capacitancias y resistencias) o activos (usando componentes electrónicos para generar corrientes de compensación).

2. Diseño y Mantenimiento Adecuado de Sistemas: Un buen diseño y un mantenimiento regular pueden minimizar la generación y propagación de armónicos. Esto incluye la selección adecuada de transformadores, cables y otros componentes del sistema.

3. Transformadores de Desfase: Estos transformadores se utilizan para dividir las corrientes armónicas entre diferentes fases, reduciendo así su impacto en cada una de ellas.

4. Compensadores Estáticos de Reactivos (SVC): Los SVC pueden ajustar la reactancia del sistema en tiempo real, mejorando la calidad de la potencia y reduciendo los efectos de los armónicos.
   

La mitigación de los armónicos en los sistemas eléctricos de potencia es esencial para mantener la eficiencia, seguridad y confiabilidad de las operaciones. En FG Energy Power, ofrecemos estudios detallados de flujo armónico y soluciones para identificar y mitigar los problemas relacionados con los armónicos. Nuestro equipo de expertos está listo para ayudar a tu empresa a mejorar la calidad de la potencia y optimizar el rendimiento de tus sistemas eléctricos.

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