por Las redes de distribución eléctrica permiten alimentar adecuadamente distintos sistemas y equipos, normalmente con corriente alterna a frecuencias que pueden ser de 50 Hz o 60Hz, de acuerdo con la norma. La frecuencia de alimentación de la red es llamada frecuencia fundamental. Los circuitos o equipos que son alimentados por la red reciben el nombre de cargas.
La red alimenta las cargas con una tensión que se describe matemáticamente mediante una función sinusoidal, a la frecuencia fundamental. Si la carga no produce distorsiones o alteraciones en el patrón sinusoidal de la señal de alimentación, se está en presencia de una carga lineal. Ejemplo clásico de carga lineal es una luminaria incandescente.
Pero algunas cargas no son lineales, lo que significa que provocan distorsión de la alimentación de la red. Las luminarias fluorescentes son un ejemplo de ello. La señal eléctrica distorsionada se puede analizar matemáticamente como la suma de varias señales eléctricas sinusoidales: una señal primaria con la misma frecuencia fundamental, y una serie adicional de señales sinusoidales con frecuencias que son múltiplos de ella; tanto más atenuadas mientras más alta sea la frecuencia.
A estas señales cuyas frecuencias son múltiplos de la frecuencia fundamental, se les conoce como armónicos. Son típicos de redes que alimentan luminarias fluorescentes, equipos digitales o de computación, o donde hay circuitos con transformadores que se saturan. Las frecuencias de los armónicos son múltiplos impares de la frecuencia fundamental.
La presencia de armónicos es problemática porque distorsionan la alimentación eléctrica de la red, pudiendo causar daños en equipos sensibles, aumento del consumo eléctrico, y reducción de la vida útil de los sistemas. Es por ello que la detección de armónicos se hace necesaria para su posterior eliminación o reducción.
Detección de armónicos
La detección se puede llevar a cabo de diferentes maneras:
Usando un osciloscopio. Mediante un osciloscopio se puede observar la forma de onda de la señal de voltaje de la red, detectando visualmente cualquier distorsión que se haga presente. Esto se notará porque la forma de onda observada no será sinusoidal.
Midiendo el factor de potencia. La relación entre la potencia activa de un circuito y la potencia aparente se puede medir, y luego ser comparada con los valores nominales esperados en la red. De aparecer diferencias en el factor de potencia, es presumible que haya armónicos presentes en la red.
Midiendo el factor de cresta. La relación entre el valor de voltaje o corriente máximo que se aplica a un circuito, y su valor eficaz, se conoce como factor de cresta, y en un circuito lineal su valor debe ser raíz de dos.Cuando hay armónicos, se altera el valor del factor de cresta.
Usando equipo especial. Un analizador de frecuencias puede ayudar a detectar la presencia de armónicos, pero existen en el mercado analizadores digitales especialmente diseñados para la detección y análisis de armónicos en la red. Estos brindan detallada información sobre los armónicos que se detecten, lo cual será de gran ayuda para su ulterior reducción.
Medir el factor de potencia no es una forma confiable y debería ser utilizada solo como un diagnostico inicial que de lugar a un análisis mas detallado, puesto que los inductores y capacitores modifican el factor de potencia sin distorsionar la onda.