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6 Calidad de alimentación - manual
6.5.1 Característica de los armónicos en sistemas trifásicos
Los armónicos del orden especificado en los sistemas trifásicos tienen una característica
especial, que se presenta a continuación en la tabla:
Orden
Frecuencia [Hz]
Secuencia
(+ positiva,
- negativa,
0 cero)
La fila "Secuencia" se refiere al método de componentes simétricas, que permite la distribución
de cualquiera de los tres vectores en los tres conjuntos de vectores: en la secuencia positiva,
negativa y cero (más información en la sección dedicada al desequilibrio).
Presentamos un ejemplo. Supongamos que el motor trifásico suministrado de una red
equilibrada de cuatro conductores (es decir, las tensiones eficaces de fase son iguales, y los
ángulos entre las componentes fundamentales son de 120).
El signo "+" en la fila de la secuencia para el primer armónico indica la dirección normal de
rotación del eje de motor. Los armónicos de tensión, para los que el signo también es un "+", crean
el par rotativo acorde a la dirección de la componente fundamental. Los armónicos de las filas 2,
5, 8, 11 son los armónicos de la secuencia negativa, es decir, crean el par rotativo que contrarresta
la dirección normal de rotación del motor, lo que puede provocar la acumulación de calor, el
desperdicio de energía y la pérdida de productividad. El último grupo son los armónicos de la
secuencia cero, tal como el armónico tercero, sexto y noveno, que no generan ningún par rotativo
pero fluyendo a través del devanado de motor causan un calentamiento adicional.
A base en estos datos de la tabla se puede observar que la secuencia +, -, 0 se repite para
todas las filas sucesivas de los armónicos. La fórmula que une el tipo de secuencia con el orden
es muy simple y para k que es un número entero:
Los armónicos de ordenes pares no aparecen cuando el transcurso es simétrico respecto a la
línea de su valor medio, y esta propiedad tienen los transcursos en la mayoría de los sistemas de
alimentación. En una situación típica, los niveles medidos de armónicos de ordenes pares tienen
el valor mínimo. Si tenemos en cuenta esta propiedad, resulta que el grupo de armónicos con las
características menos deseables es el tercero, noveno, décimo, decimoquinto (secuencia cero) y
el quinto, undécimo, decimoséptimo (secuencia negativa).
Los armónicos de corriente que son los múltiplos del número 3 causan unos problemas
adicionales en algunos sistemas. En los sistemas de 4 conductores tienen propiedades muy
indeseables cuando se suman en el conductor neutro. Resulta que a diferencia de armónicos de
otros ordenes, la suma de los valores instantáneos de las corrientes de fase es cero, las ondas de
estos armónicos son en fase conforme entre sí, lo que resulta en la adición de las corrientes de
fase de este armónico en el conductor neutro. Esto podría sobrecalentar el cable (sobre todo en
los sistemas de distribución, con una sección más pequeña de este conductor que los conductores
de fase, y hasta hace poco esto era una práctica común). Por lo tanto, en redes con cargas no
lineales y grandes distorsiones de corriente actualmente se recomienda que la sección del cable
neutro sea más grande que de los conductores de fase.
En los sistemas tipo triángulo, los armónicos de estos ordenes no están presentes en las corrientes
lineales (excepto en los sistemas equilibrados), pero circulan en las ramas de la carga causando
innecesariamente la pérdida de energía.
El carácter de los armónicos particulares como se muestra en la tabla mantiene su precisión
58
1
2
3
50
100
150
–
+
0
Orden del armónico de secuencia
Secuencia
positiva "+"
negativa "-"
cero "0"
4
5
6
200
250
300
350
–
+
0
3k +1
3k – 1
3k
7
8
9
400
450
–
+
0
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