Análisis de la influencia de los armónicos en la energía eléctrica.

Fuentes de armónicos

Existen numerosas causas para la generación de armónicos, por lo que hay una gran variedad de fuentes, y los tipos de equipos involucrados también presentan características diversas. Entre ellas, las principales fuentes de armónicos incluyen grupos de transformadores en la red eléctrica, hornos de arco eléctrico industriales, dispositivos electrónicos de potencia monofásicos de gran tamaño y una amplia gama de rectificadores y reguladores de voltaje de CA.

Análisis perjudicial de los armónicos

La presencia de armónicos en el sistema eléctrico equivale a la contaminación del mismo, principalmente en el entorno electromagnético. Como componente ambiental importante del sistema, el entorno electromagnético presenta distintos riesgos bajo la influencia de diferentes grados de armónicos. Si bien el menor daño puede reducir la eficiencia de los equipos eléctricos, las consecuencias más graves pueden comprometer el funcionamiento estable y seguro del sistema y dañar los equipos. Los daños derivados de la generación de armónicos incluyen específicamente los siguientes aspectos:

(1) El equipo eléctrico se calienta anormalmente bajo la acción de armónicos, y la pérdida adicional es demasiado grande. Aunque existe una gran diferencia entre la cantidad de corriente armónica y la corriente fundamental, la presencia de armónicos agravará el efecto pelicular del dispositivo, y la resistencia efectiva aumentará durante el proceso de detección de dicho efecto. En algunos equipos especiales, también se producirán grandes pérdidas por corrientes parásitas y pérdidas por histéresis, como en los equipos eléctricos con núcleos de hierro. Cuando la forma de onda se distorsiona hasta cierto punto, una onda pico de gran amplitud aumentará la intensidad de la descarga parcial. En estas condiciones de alto consumo, es fácil reducir la vida útil del equipo eléctrico.

(2) El motor puede generar vibraciones mecánicas. Bajo la influencia de corrientes armónicas, el campo magnético giratorio del motor produce un par pulsante que puede provocar vibraciones. Bajo la influencia de la frecuencia natural del motor, este tipo de vibración puede fácilmente generar vibraciones mecánicas más dañinas, poniendo en peligro la calidad de los equipos eléctricos e incluso la vida de las personas.

(3) Interferencias en equipos informáticos y otros dispositivos de control automático. En circunstancias normales, los equipos de control automático y otros sistemas relacionados se diseñan en función de la corriente y la tensión de carga normales. Cuando se generan armónicos, el sistema de control automático no tiene en cuenta este factor, lo que facilita que las interferencias afecten el rendimiento de su función de control. Cuando el grado de contaminación armónica es elevado, también es posible que se alteren los procedimientos operativos del sistema de control automático, lo que puede provocar una orientación errónea. Este tipo de interferencia afectará gravemente la producción y el funcionamiento reales, e incluso puede causar accidentes de seguridad irreversibles.