LABORATORIO N 05CALIDAD DE ENERGIAI.-OBJETIVO: Identifcar el origen (Direccionalidad) de las perturbaciones a travs deMtodos Grfcos y Analticos incluidos. Con lo cual se perite resolvercon!ictos entre Clientes y Distribuidores"Generadores relacionados a lasinyecciones de ar#nicos a la red y viceversa. $educci#n de perdidas de energa %vitar costos por sobrecalentaientoy tari&as %vitar el enve'eciiento preaturo de los e(uipos II.-FUNDAMNETO TEORICO: CALIDAD DE LA ENERGIA)a calidad de la energa se entiende cuando la energa elctrica essuinistrada a los e(uipos y dispositivos con las caractersticas y condicionesadecuadas(uelesperitaantener sucontinuidadsin(uesea&ectesudesepe*o ni provo(ue &allas a sus coponentes.Cuatro paretros pueden servir coo re&erencia para clasifcar los disturbiosde acuerdo a su ipacto en la calidad de la energa+ variaciones de &recuencia (ue raraente ocurren en sisteasalientados por las copa*as suinistradoras, siendo s co-n (uese encuentren en sisteas aislados de otor.generador en los (ue lasvariaciones de carga provocan variaciones de &recuencia. /ariaciones de aplitud pueden ocurrir en di&erentes &oras y rangos deduraci#n (ue van desde transitorios de uy corta duraci#n 0astacondiciones de estado estable. /ariaciones en la &ora de onda de volta'e o corriente producidos porcargas no lineales, denoinada distorsi#n ar#nica, siendo unacondici#n de estado estable. Desbalance entre las &ases de un sistea poli&sico causadoprincipalente por la operaci#n de cargas ono&sicas desiguales (uea&ectanprincipalentea(uinasrotatoriasycircuitosrectifcadorestri&sicos. %l suinistrador de energa elctrica deber o&recer y antener el servicio en&ora de corriente alterna en una, dos o tres &ases, a las tensiones altas, ediay ba'a disponibles en la 1ona de (ue se trate observando (ue+ )a &recuencia sea de 23 41, con una tolerancia de 3.5 6 en s o enos 7uelas tolerancias enel volta'edealta, ediaoba'atensi#n, noe8cedan de 936 en as o en enos y tiendan a reducirseprogresivaente.%nlaactualidadcadave1esse8tendidoel usodee(uipoelectr#nicosensibleycontinuaentelasvelocidadesdeprocesaientoseincreentanpor lo (ue es indispensable (ue las instalaciones se realicen con apego a lasnoras, secuentecone(uiposdeprotecci#nadecuadoyseredu1canlosdisturbios en elsistea elctrico, para lo cuales iportante establecer unacoordinaci#n entre la copa*a suinistradora, los &abricantes de e(uipos y losusuarios. DNDE PUEDE ORIGINARSE LA MALA CALIDAD DE ENERGA.Puede e!e" d#$ #"%&e!e$:%l priero, en la acoetida de la red elctrica (ue alienta la instalaci#n pordefciencias del suinistro. %l segundo, en la propia instalaci#n.)os e(uipos electr#nicos odernos (coputadoras, variadores de &recuencia,:;36 de la energa pasa por estos dispositivos antes deser fnalente aprovec0ada.Al resultar corrientes no sinusoidales se produce la distorsi#n ar#nica y consuos no lineales.P"#'(e)*$ +ue &e!e"* (* )*(* ,*(-d*d de e!e"&%*:.Generaci#n de corrientes ar#nicas.?ugas de corrientes en la red de tierra ./ariaciones de volta'eE$#$ .e!/)e!#$ 0,!-,#$ #,u""e! 1#" d#$ "*2#!e$ 1"-!,-1*()e!e:.)ainstalaci#ndee(uipoelectr#nicoenunabientedeterinadosin0aber 0ec0o las odifcaciones necesarias en la instalaci#n elctrica, detal anera(ueno0ayune(uilibrioentreel consuodeenergaylainstalaci#n (ue soporta este consuo..)a construcci#n de edifcaciones sin el conociiento de la carga elctrica(ue se re(uerir.ARMONICOS:DISTORSION ARMONICA:)os ar#nicos son creados por cargas no lineales (ue absorbencorrientes en ipulsos bruscos en ve1 de 0acerlo suaveente en &orasinusoidal. %stos ipulsos crean ondas de corriente distorsionadas (ueoriginan a su ve1 corrientes ar#nicas de retorno 0acia otras partes delsistea de alientaci#n. %ste &en#eno se anifesta especialente enlos e(uipos provistos de &uente de alientaci#n de entrada concondensadores y diodos, es decir, ordenadores personales, ipresoras yaterialelctroedico. )os ar#nicos son corrientes o tensiones cuya&recuencia son -ltiplos enteros de &recuencia &undaental de laalientaci#n %n la actualidad, los ar#nicos son un subproducto de laelectr#nicaoderna, seanifestandonde0ayungrann-erodeordenadores personales, otores de velocidad regulable y otros e(uipos(ue absorben corriente en &ora de ipulsos.Cuando0ayar#nicos la&oradelaondanopresentauna&orasinusoidal, la &ora de la onda aparece distorsionada. Decios (ue estasondas son no sinusoidales. )a propia red de alientaci#n puede ser una&uente indirecta de los ar#nicos de tensi#n. )as ar#nicas generadasen los sisteas de potencia son producidas por di&erentes &uentesconectadas a la red, coo son+ convertidores estticos, a(uinasrotativas trans&oradores y e(uiposdearco.@unto a los convertidoresestticos 0ay dos cargas no . lineales (ue debido a su contribuci#n dear#nicas necesitan ser consideradas, estos son los e(uipos de arco ylparas !uorescentes. )a resonancia en paralelo produce una alta ipedancia al !u'o decorriente cuya &recuencia corresponde a la &recuencia de resonancia. )aresonancia en serie produce en cabio un circuito de ba'a ipedancia.)a condici#n de resonancia paralelo puede causar oscilaciones decorriente (ue son e8citadas por la corriente de resonancia en paralelo,%stas corrientes (ue !uyen a travs de ipedancias producen volta'esar#nicos, produciendo entonces &oras de onda de volta'edistorsionado.CLASIFICACION DE LOSARMONICOS )osar#nicosseclasifcanporsu orden, &recuencia ysecuencia)osar#nicosiparessonlos(ue se encuentran en lasinstalaciones elctricas yedifcios coerciales)os pares solo e8isten cuando se produces una asietra en la se*al debidoa la coponente continua. %n general, son de escasa consideraci#n en lasinstalaciones elctricas industriales.)osar#nicosdesecuenciapositivatiendena0acergirarel otoreneliso sentido (ue la coponente &undaental, generando unasobrecorriente (ue provoca el calentaiento del otor, iniciando deteriorosenel aislaientodelosdevanados, reduciendolavida-til del otor yauentando el riesgo de averas en el iso. Aabin causansobrecalentaiento en los trans&oradores, cables, etc.)os ar#nicos de secuencia negativa 0acen girar el otor en sentidocontrario, &renndolo, provocando tabin calentaientos y la reducci#n dela vida -til de e'es y engrana'es.)os ar#nicos de secuencia 3 producen una intensidad en el neutro)os ar#nicos -ltiplos de B son uy iportantes, tanto por su altapresencia coo por sus e&ectos. )os ar#nicos de orden B y C son los (ues presencia tienen en las instalaciones industriales. %n stas, lasobrecarga de corriente en el neutro puede ser uy iportante, pudiendoser el doble de la intensidad (ue circula por la &ase.34UIENES PRODUCEN LOS ARMONICOS5%ngeneral, losar#nicossonproducidospor cargasnolineales, locualsignifca (ue su ipedancia no es constante (est en &unci#n de la tensi#n).%stas cargas no lineales a pesar de ser alientadas con una tensi#nsinusoidal adsorben una intensidad no sinusoidal, pudiendo estar la corrientedes&asadaun ngulo' respectoa la tensi#n.;ara siplifcarseconsidera(uelascargasnolinealessecoportancoo &uentes deintensidad(ueinyectan ar#nicos en la red.)as cargas ar#nicas no lineales s counes son las (ue se encuentranen los receptores alientados por electr#nica de potencia tales coo+variadores de velocidad, rectifcadores, convertidores, etc. Dtro tipo decargas tales coo+ reactancias saturables, e(uipos de soldadura, 0ornos dearco, etc., tabin inyectan ar#nicos. %l resto de las cargas tienenun coportaiento lineal y no generan ar#nicos inductancias,resistencias y condensadores.%8isten dos categoras generadoras de ar#nicos. )a priera essipleente las cargas no lineales en las (ue la corriente (ue !uye por ellasno es proporcionala la tensi#n. Coo resultado de esto, cuando se aplicauna onda sinusoidal de una sola &recuencia, la corriente resultante no es deuna sola &recuencia. Arans&oradores, reguladores y otros e(uiposconectadosal sisteapuedenpresentaruncoportaientodecarganolineal yciertostipos de bancos detrans&oradores ulti&aseconectadosen estrella-estrella con cargas desbalanceadas o con probleas en supuestaa tierra. Diodos, eleentos seiconductores ytrans&oradores(uese saturan son e'eplos de e(uipos generadores de ar#nicos, estoseleentos se encuentran en uc0os aparatos elctricos odernos.Invariableente esta categora de eleentos generadores de ar#nicos, lo0arn siepre (ue estn energi1ados con una tensi#n alterna. %stas son las&uentes originales de ar#nicos (ue se generan sobre el sistea depotencia.CONSUMOS C#!$u)#$ (-!e*(e$.;araestudiar las caractersticas delos sisteas elctricos es usualconsiderar los coo resultado de la intercone8i#n de di&erentes blo(uesbsicos+a) )a &uente de alientaci#n, usualente un volta'e sinusoidal.b) %l consuo, usualente constituido por resistencias, inductancias ycondensadores de valores f'os.As, cuando el consuo es un cale&actor elctrico de 9333 E y el volta 'ees FF3 / e&ectivos, el volta'e y la corriente tendrn la &ora de la ?igura9. / a 9 a. Dbsrvese (ue lacorrienteescasi cerocuandoel volta'eenterinalesdel supresoresin&erior a 9> / y la corriente crece rpidaente cuando el volta'e e8cedeun valor cercano al noinal. )a ?igura b corresponde a la caractersticacorriente . volta'e de un MD/ de 9>3 / rs. )a corriente esprcticaenteceroparavolta'es in&eriores aF23/yparavolta'essuperiores la corriente crece rpidaente.%ntre los dispositivos de arco se encuentran los siguientes+Aubos de gas.;untas etlicas con separaci#n pe(ue*a, entre0ierros.;untas de carb#n con separaci#n pe(ue*a.Airistores.%stos dispositivos tiene la capacidad de ane'ar grandes corrientes ya(ue el volta'e en sus terinales disinuye en &ora iportante cuandoestn en estado de conducci#n.