Por qué los armónicos 3, 5 y 7 impactan los sistemas de energía de manera diferente

La mayoría de los ingenieros saben que los armónicos distorsionan las formas de onda de voltaje y corriente. ¿Pero sabías que no todos los armónicos interactúan con los sistemas de energía de la misma manera?

En un sistema trifásico equilibrado, los armónicos siguen un patrón de secuencia de fases bien definido:

Cada secuencia interactúa claramente con los equipos eléctricos.

Armónicos de secuencia positiva (7, 13, 19…)

• Gira en la misma dirección que el campo giratorio fundamental.
• Aumentar las pérdidas de cobre y las pérdidas del núcleo.
• Introducir estrés térmico adicional en motores y transformadores.

Armónicos de secuencia negativa (5.º, 11.º, 17.º…)

• Generar campos giratorios opuestos a los fundamentales.
• Crea par de frenado inverso y pulsaciones de par.
• Causa sobrecalentamiento del rotor, vibración y envejecimiento acelerado del motor.

Armónicos de secuencia cero (3.º, 9.º, 15.º… Triplenes)

• Las corrientes en las tres fases están en fase.
• Suma algebraicamente en el conductor neutro en lugar de cancelar
• Provoca sobrecarga del neutro y sobrecalentamiento del transformador.

Ideas prácticas clave

• Los VFD de seis pulsos producen armónicos característicos siguiendo la regla h = 6k ± 1 , principalmente los órdenes 5, 7, 11 y 13.
• Las cargas no lineales monofásicas como SMPS, controladores LED, computadoras y UPS son fuentes comunes de terceros armónicos.
• Los devanados del transformador conectados en delta ofrecen un circuito cerrado para que las corrientes armónicas triples circulen internamente, limitando el flujo de armónicos de secuencia cero en los alimentadores de suministro aguas arriba.
• Los voltajes línea a línea no contienen componentes de secuencia cero.
• Esto explica por qué el THD medido en voltajes línea-línea (THDV L-L) es normalmente más bajo que el THDV fase-neutro (L-N).

El orden armónico determina no sólo la frecuencia, sino también la secuencia de rotación, la ruta de propagación y la gravedad de las perturbaciones en la red eléctrica.

Pregunta de discusión