T
o
n
o
Revist
a
Técnic
a
de l
a
E
mp
r
es
a
de Telecomunic
a
ciones de Cub
a
S.A.
17
I
n
t
r
o
d
u
cc
i
ó
n
B
ú
s
q
u
ed
a
de
l
a
c
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u
s
a
de
l
p
r
o
b
l
e
m
a
Para la bú
s
queda de la
s
cau
s
a
s
que originan lo
s
pr
oblemas de la calidad de
energía eléctrica que nece
s
itan lo
s
con
s
umidore
s
de las instalaciones se pueden
utilizar in
s
trumentos de medicione
s
que
s
ean capaces de medi
r
y almacena
r
los
principale
s
parámet
r
o
s
eléctrico
s
que determinan que todos estos estén dent
r
o
de las norma
s
e
s
tándar internacionale
s
. Ante
s
de comenza
r
la inspección, se
tuvieron en cuenta
s
ei
s
categoría
s
o elemento
s
que pueden causa
r
daños
en la in
s
talación [1]:
1. Nivel de ten
s
ión y
s
u e
s
tabilidad en el
s
uminist
r
o —caídas, huecos,
corte
s
,
s
ubida
s
, flicke
r
, etc—.
H
oy en día, en la
s
mayoría
s
de nue
s
tra
s
instalaciones de teleco
-
municacione
s
exi
s
ten
s
eria
s
dificultade
s
con la calidad de la ene
r-
gía eléctrica, ya
s
ea la di
s
tribuida por la Organización Básica Eléct
r
ica
2. Equilib
r
io en las co
rr
ientes de
f
ases.
3. A
r
mónicos.
(OBE) o por la generada por lo
s
propio
s
grupos elect
r
ógenos instalados.4.Conexión de los cables conduc-
Exi
s
ten proteccione
s
que
s
e di
s
paran inoportunamente, paneles o cuad
r
osto
r
es a tie
rr
a.
eléctrico
s
que vibran y
s
e calientan, calentamientos en cables conduc
-
5.
P
untos calientes: conexiones o
to
r
es, nivele
s
de ten
s
ión fuera de norma
s
, todo esto indica la existenciate
r
minales sueltos.
de u
n
po
s
ible problema en un
s
i
s
tema de di
s
tri
b
ución eléct
r
ica. Resulta6.
Pr
otecciones dispa
r
ada o daña-
útil conocer que e
s
to
s
s
íntoma
s
indican la exi
s
tencia de algún p
r
oblemadas.
en el
s
i
s
tema o in
s
talación eléctrica.
P
ero, ¿dónde empieza la búsqueda
P
a
r
a este análisis se abo
r
daban con
para ai
s
lar la causa exacta de e
s
to
s
problemas de calidad de la elec
-
más én
f
asis en los p
r
oblemas
.
t
r
ici
d
ad?.El p
r
ime
r
paso consiste en ver si
El
s
i
s
tema eléctrico tiene un punto de conexión que es el cuad
r
o gene
r
allos niveles y estabilidad de la ten-
eléctrico de di
s
tribución o
P
izarra General de
D
ist
r
ibución
(P
GD
)
, suelesión son los causantes del p
r
oblema
llamar
s
e de e
s
ta forma por lo
s
técnico de la e
s
pecialidad en la Emp
r
esa,comp
r
obando los niveles de tensión
pue
s
to que
s
e trata de un punto común para la dist
r
ibución de ene
r
gía ade los ci
r
cuitos de
r
ivados,
f
ase a neu-
ci
r
cuito
s
derivado
s
. La
P
GD e
s
el lugar adecuado pa
r
a conoce
r
el estadot
r
o y en el lado de ca
r
ga de los dis-
del
s
i
s
tema eléctrico, inclu
s
o, para localizar problemas ubicados dent
r
oyunto
r
es y p
r
otecciones.
de la red eléctrica de di
s
tribución interna, la
s
medidas e
f
ectuadas desdeNota: Al
r
ealiza
r
las mediciones se
la pizarra de di
s
tribución permiten identificar la cuantía del p
r
oblema .tend
r
án p
r
esente las medidas de
Alguno
s
problemas pueden de
s
cubrir
s
e mediante una inspección visualsegu
r
idad eléct
r
ica.
rápida, mientra
s
que otro
s
requieren llevar a cabo medidas de cumpli
-S
i los niveles de tensión son bajos
miento a mediano o largo plazo.en el disyunto
r
, en la ca
r
ga serán
aún meno
r
es.
Ot
r
as de las causas p
r
obables in-
cluyen conexiones sueltas o en mal es-
tado, g
r
andes
r
eco
rr
idos del cableado
y t
r
ans
f
o
r
mado
r
es sob
r
eca
r
gados,
que c
r
ean una impedancia excesivamente
alta —impedancia desde la carga a
la
f
uente—.
S
i se sospecha de la existencia de caí-
das inte
r
mitentes de tensión, se comienza
a
r
ealiza
r
, en el cuad
r
o, sus medidas con
Di
s
t
o
r
s
i
ón
d
e
l
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f
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m
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cu
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s
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cu
18
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o Revist
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Técn
i
c
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de
la
E
mpres
a
de Te
l
ecomunic
a
ciones de Cub
a
S.
A
.
el objetivo de determinar
s
i
s
on caída
s
provocadas po
r
ca
r
gas del p
r
opio
circuito o e
s
tán producida
s
por carga
s
de otras ubicaciones del sistema de
di
s
tribución —incluida
s
caída
s
generada
s
po
r
el suminist
r
o—. Las pe
r-
t
u
rbacione
s
relativa
s
a la generación
s
uelen e
s
ta
r
p
r
oducidas po
r
a
rr
anques
de motore
s
trifá
s
ico
s
de potencia, conectados a la misma
f
uente de ene
r-
gía o caída
s
originada
s
a nivel de
s
umini
s
tro en la instalación.
S
i la caída
es profunda y
s
e aproxima a la di
s
continuidad de suminist
r
o la causa más
probable
s
erá un fallo en la fuente energética. El suceso segu
r
amente se
reflejará en una po
s
ible avería y el con
s
iguiente dispa
r
o del disyunto
r
,
s
eguido por una reconexión automática del mismo.
E
q
u
ili
b
r
i
o
e
n
l
a
s
c
o
rr
i
e
n
t
e
s
de
f
a
s
e
s
Se debe comprobar periódicamente el equilib
r
io del sistema y co
rr
iente
de carga, debe medir
s
e
s
obre cada una de las
f
ases aguas a
rr
iba y la co
-
rriente en cada circuito derivado, receptor o ca
r
ga. Al e
f
ectua
r
dichas
medida
s
, e
s
fun
d
amental utilizar una pinza ampe
r
imét
r
ica de ve
r
dade
r
o
valor eficaz o un multímetro digital de verdade
r
o valo
r
e
f
icaz con una
so
nda de corriente. Una pinza amperimétrica de valo
r
medio no p
r
o
-
porcionará una medida preci
s
a, cuando la fo
r
ma de onda de la co
rr
iente
esté di
s
tor
s
ionada. E
s
te tipo de in
s
trumento inte
r
p
r
eta la
f
o
r
ma de onda
como una
s
inu
s
oide independientemente
s
i e
s
tá disto
r
sionada o no, po
r
lo
que tenderá a leer a la baja, lo que puede lleva
r
le a asumi
r
que los ci
r
cuitos
tienen meno
s
carga de la real. E
s
to e
s
lo que se busca al e
f
ectua
r
esta
medida:
Š
La carga ent
r
e la
s
tre
s
fa
s
e
s
debe
s
er lo más equilib
r
ada posible. La
corriente no equilibrada re
s
ultante volverá po
r
el neut
r
o y este ya tiene
ba
s
tante trabajo.
Š
Ni lo
s
tran
s
f
o
rmadore
s
, ni la
s
protecciones ni los ci
r
cuitos de
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ivados y
s
u
s
conductore
s
deben
s
obrecargar
s
e a regímenes ce
r
canos a sus máximas
especificacione
s
. E
s
conveniente trabajar por debajo
(
desclasi
f
ica
r
los
)
pa
r
a
“tolerar” la pre
s
encia de armónico
s
.
Como regla general,
s
e puede aplicar una fórmula sencilla pa
r
a calcula
r
esta
de
s
cla
s
ificación o reducción de lo
s
valore
s
nominales especi
f
icados en los
t
r
an
s
formadore
s
para carga
s
monofá
s
ica
s
, que son asignados también a los
c
o
nductore
s
.
S
e trata de un concepto ba
s
tante cla
r
o: Crest Factor
(
C
F)
.
El
F
actor de Cre
s
ta [2] e
s
igual a la amplitu
d
del pico de la
f
o
r
ma de onda
dividida por el valor de la Raíz
M
edia Cuad
r
ática
(
RM
S)
(F
igu
r
a 1
)
. El
propó
s
ito del cálculo de e
s
te factor e
s
dar al analista una
r
ápida idea del
impacto que e
s
tá ocurriendo en la forma de onda.
En una perfecta onda
s
inu
s
oidal, con una am
p
litud de “1”, el valo
r
RM
S
es
igual a 0,707, y el C
F
e
s
entonce
s
igual a 1,41. Una pe
rf
ecta onda sinusoidal
n
o
contiene im
p
acto
s
y, por lo tanto, el C
F
con un valo
r
supe
r
io
r
a 1,41
implica que hay algún grado de impacto en la
f
o
r
ma de onda del tiempo.
Ar
m
ó
n
i
c
o
s
Una
f
o
r
ma
r
ápida de verificar la
p
r
esencia y nivel de a
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mónicos, es
la de medi
r
la co
rr
iente y
fr
ecuencia
en el conducto
r
de neut
r
o.
S
i existen
a
r
mónicos —en este caso armó-
nicos “t
r
iplen” o de o
r
den 3 y sus
múltiplos— la co
rr
iente oscilará
ent
r
e un 80 y un 130
%
de la co-
rr
iente nominal de
f
ase. E
s
te curio-
so
f
enómeno se p
r
oduce aunque el
equilib
r
io del sistema sea perfecto
y ocasiona la ci
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culación de corrien-
tes impo
r
tantes po
r
los conduc-
to
r
es de neut
r
o.
Las co
rr
ientes a
r
mónicas impares
múltiplos de 3 ci
r
culan por el con-
ducto
r
neut
r
o. Los te
r
ce
r
os armóni-
cos de cada
f
ase
(
A, B y C) vibran
en
f
ase. No se compensan vectorial-
mente como ocu
rr
e con las corrientes
f
undamentales, cuyo des
f
a
s
aje ideal
es de 120º. En muchas oca
s
iones, en
las instalaciones, estas co
rr
ientes por
el conducto
r
de neut
r
o superan bas-
tante lo espe
r
ado, incluso, para co-
rr
ientes no equilib
r
adas.
A
unque la
mayo
r
ía de los especialista
s
conocen
el hecho de que las co
rr
ientes del ter-
ce
r
a
r
mónico —denominadas también de
secuencia ce
r
o—, gene
r
adas
p
or cargas
no lineales se añaden al neutro.
Básicamente, al mismo tiempo que
existe un des
f
ase de 120 g
r
ados entre
las co
rr
ientes de cada una
d
e las tres
f
ases, las co
rr
ientes a
r
mónicas de
o
r
den 3 se ca
r
acte
r
izan po
rq
ue vibran
en
f
ase, sumándose y ci
r
culando por
la única salida posible que es el con-
ducto
r
de neut
r
o. Es deci
r
, todos al-
canzan sus picos y puntos de cruce
po
r
ce
r
o p
r
ácticamente al mismo
tiempo —en
r
ealidad, exi
s
te un ca-
mbio de
f
ase, pe
r
o es muy pequeño
compa
r
ado con el de los a
r
mónicos de
o
r
den di
f
e
r
ente—.
En estas ci
r
cunstancias, el tamaño
del conducto
r
neut
r
o se convierte
en una p
r
eocupación. El ne
u
tro debe
conduci
r
no sólo co
rr
iente prove-
niente de desequilib
r
ios del siste-
F
i
g
u
r
a
1
R
e
l
a
c
i
ón
d
e
l
v
o
l
t
a
j
e
d
e
p
i
co
e
n
t
r
e e
l
v
o
l
t
a
j
e
R
M
S
y
C
F
ma, sino también de la suma de las
T
o
n
o
Revist
a
Técnic
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de l
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E
mp
r
es
a
de Telecomunic
a
ciones de Cub
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S.A.
19
C
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n
e
x
i
ó
n
a
t
i
e
rr
a
La
s
conexione
s
tierra-neutro en cua-
dro
s
s
ecundario
s
s
uponen una violación
de n
o
rmativa técnica. La
s
conexione
s
tier
r
a neutro deben realizar
s
e en el
tran
sf
ormador —au
n
que la normativa
permite elaborar el cuadro princi-
pal
—
. En cualquier ca
s
o, nunca
¿Qué ocurre
s
i, en condicione
s
normale
s
, la ten
s
ión tierra-neutro e
s
prácticamente cero?
P
o
s
iblemente
s
ea un problema real de conexione
s
y ante conexione
s
de tierra in
s
egura
s
e ile
g
ale
s
.
corriente
s
de todos lo
s
armónico
s
deben realiza
r
se aguas abajo de la
P
GD, en cuad
r
os auxilia
r
es de
“triplen”. En alguna
s
in
s
truccione
s
di
s
tribución, po
r
que existe la p
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obabilidad de
r
eto
r
nos de co
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ientes por
técnica
s
internacionale
s
,
s
e e
s
tableceel cable
d
e tie
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a. Cuando se e
f
ectúa una conexión tie
rr
a
-
neut
r
o en un
que “En in
s
talaci
o
ne
s
interiore
s
,panel
s
ecunda
r
io o t
r
ans
f
e
r
enciales de eme
r
gencia, la
r
uta de conexión a
para tener en cuenta la
s
corriente
s
tierra
s
e convie
r
te en una
r
uta de
r
eto
r
no pa
r
alela pa
r
a la co
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iente de
a
r
mónica
s
debidas a carga
s
nocarga normal, lo que p
r
opo
r
ciona cie
r
ta co
rr
iente en el conductor de
lineale
s
y po
s
ible
s
de
s
equilibrio
s
,protecció
n
conectado al sistema de tie
rr
a. ¿Cuál es una co
rr
iente a tierra
s
alvo ju
s
tificación por cálculo, lanormal y cuál no?
s
ección del neutro
s
erá como mí-
P
ara dete
r
mina
r
lo, un método lógico es medi
r
la co
rr
iente en el c
o
nduc-
nimo igual a la de la
s
fa
s
e
s
.” Entor de neut
r
o y, después, la co
rr
iente del cable de conexión a tie
rr
a.
S
i la
e
f
ecto,
s
e nece
s
ita que el conduc-corriente de neut
r
o es, 35 Amp, y la co
rr
iente de conexión a tie
rr
a es de
tor de neutro
s
ea al meno
s
igual al1 Amp, es más p
r
obable que la co
rr
iente de conexión a tie
rr
a sea una
tamaño de lo
s
conductore
s
de fa
s
e.corriente de
f
uga.
S
i en el conducto
r
de neut
r
o se tiene 20 Am
p
y la
Per
o
, e
s
to puede re
s
ultar in
s
ufi-corriente de conexión a tie
rr
a es de 10 Amp, es posible que e
x
istan
ciente y, en alguno
s
ca
s
o
s
, e
s
reco-conexiones tie
rr
a
-
neut
r
o cableadas aguas debajo de la
P
GD.
mendable que la
s
ección del con-La
s
conexiones tie
rr
a
-
neut
r
o también pueden existi
r
en
r
eceptores e,
ductor de neutro
s
ea 1,3 vece
s
de lainclu
s
o, en la p
r
opia ca
r
ga po
r
lo que se utiliza
r
ía esta misma técnica para
s
ección de lo
s
conductore
s
de fa
s
e
s
.medir cor
r
ientes de tie
rr
a en ci
r
cuitos de
r
ivados del cuad
r
o eléct
r
ico.
E
s
habitual la pre
s
encia de neutro
sS
egún el manual LETAG,
S
.A. los
f
ab
r
icantes dan los límites de la
compartido
s
, la pre
s
encia de armó-di
s
tor
s
ión de la
f
o
r
ma de onda, donde se dice que “La disto
r
sión de la
nico
s
triplen en una parte de la in
s
-forma de onda, tanto a ci
r
cuito abie
r
to
(
vacío
)
, como bajo ca
r
ga lineal
talación
s
e reflejará en el re
s
to de latrifá
s
ica equilib
r
ada, la disto
r
sión total es in
f
e
r
io
r
al 3,5
%
”
[
3
]
. Los
mi
s
ma e, inclu
s
o,
s
e añadirán; ladevanados tiene un “paso aco
r
tado” de ap
r
oximación 2/3; y así, en la
cor
r
iente que circula por ello
s
nopráctica, casi se eliminan las a
r
mónicas impa
r
es múltiplos de 3—tercera,
puede controlar
s
e. El rie
s
go de que-novena, decimoquinta, etc—, cuando se ope
r
a en pa
r
alelo con la red
mad
o
e incendio e
s
elevado. De
s
-eléctrica de dist
r
ibución, este “paso aco
r
tado” de ap
r
oximació
n
2/3,
pué
s
de todo, hay que pen
s
ar en queelimina casi a ce
r
o la intensidad de co
rr
iente po
r
la conexión del neutro
el neutro no lleva proteccione
s
quedel alternado
r
y, además, pe
r
mite el
f
uncionamiento sin di
f
icultades, con
eviten e
s
ta peligro
s
a
s
obrecarga. Unacarga
s
eléct
r
icas no lineales.
medida de ten
s
ión tierra-neutro tam-
P
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r
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r
sión de la
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o
r
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r
cuito abie
r
to en los
bién indicará
s
i el neutro tiene dema-generadores, se utilizó el analizado
r
de
r
edes eléct
r
ica t
r
i
f
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s
iada carga o
s
i la impedancia delCHAUVIN ARNOUX, modelo C.A 8334
(
QUAL
IS
TAR
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s
formador e
s
dema
s
iado alta.E
s
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s
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r
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La ten
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ión tierra-neutro
s
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r
edes de baja tensión mono
f
ásicas, bi
f
ásicas o
e
s
tar
s
obre lo
s
0,2
5
V en el cuadro,trifá
s
ica
s
.
P
a
r
a el cálculo de la Disto
r
sión Total de A
r
mónico —por su
mientra
s
que el valor real depende
s
igla
s
en inglés, THD—, se utiliza la no
r
ma de la Comisión Elect
r
ónica
de la di
s
tancia al tran
s
formador.Internacional —po
r
su siglas en inglés,
I
EC—
I
EC 1000
-
4
-
7 y las fór-
Cualquier valor por encima de 0,5mula
s
para los cálculos son las siguientes
[
4
]
:
V debe anotar
s
e e inve
s
tigar
s
e.
Š
Cálculo de la tasa global de THD:
V
I:
T
f
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D
s
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…
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s
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es en los dos gene
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r
es
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s
máquina
s
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s
que se ubican en los cent
r
os
p
r
incipale
s
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S
A.
aumenta la co
rr
iente po
r
este conduc-
to
r
. El valo
r
e
f
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esta co
rr
iente del conducto
r
neutro es
simplemente igual a la suma aritmética
de las t
r
es co
rr
ientes a
r
mónicas de or-
den y múltiplo de 3, esto es válido para
todo ci
r
cuito t
r
i
f
ásico equilibrado.
C
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r
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r
ico, THD
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F
, etc.,
p
r
oduce e
f
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s
en la ca-
lidad de ene
r
gía que
r
equie
r
en los equi-
pos eléct
r
icos po
r
ejemplo,
d
isparo de
inte
rr
upto
r
es, desconexión de
UPS
,
calentamiento en el conductor neutro,
sob
r
eca
r
ga en dicho conductor, incre-
mento del
r
uido en modo común
—tensión neut
r
o
-
tie
rr
a—.
Las ca
r
gas no lineales y sus co-
rr
espondientes a
r
mónicos ponen en
cuestionamiento el pa
r
adigma o la
no
r
ma clásica de conside
r
ar el calibre
del neut
r
o con una capacidad igual o
meno
r
a la de las
f
ases. El tercer ar-
mónico de co
rr
iente en el conductor
neut
r
o, inc
r
ementa la tensión neutro-tie-
rr
a y disminuye la capacidad amperi-
mét
r
ica de dicho conductor.
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trumento de medición C.A 8334,
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O
UX,
s
e puede apreciar que el THD está
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r
a de los pa
r
á
-
metro
s
que propu
s
o el fabricante menor al 3,5
%
en
[
3
]
, el THD
r
eal va
r
ía
de
s
de 4,5 % ha
s
ta el 4,8 %, el C
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s
de 1,47 y se encuent
r
a po
r
encima del
valor que
s
e recomienda para una onda
s
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s
oidal pe
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ecta, el C
F
pa
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es igual a 1,41.
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s
erva en la figura 3, predominan las a
r
mónicas impa
r
es
múltiplo
s
de 3 —H03, H09, H15, H21, H27,H33, H49, etc—. Estas a
r
mónicas
s
iempre van a circular por el conductor neutro del gene
r
ado
r
po
r
lo que al
tran
s
ferir
s
e para la carga
s
e incrementa la co
rr
iente po
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carga
s
no lineale
s
generan armónicos de di
f
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s
de ella
s
generen armónicos impa
r
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nque el circuito e
s
té perfectamente balanceado en las t
r
es
f
ases donde
la
s
uma vectorial de la
s
corriente
s
s
e cancelan pa
r
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r
gas lineales, en
este ca
s
o en vez de cancelar
s
e lo que hacen es suma
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