CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS DE LAS LÁMPARAS...
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CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS DE LAS LÁMPARAS FLUORESCENTES COMPACTAS (CFL) Patricio Chico Hidalgo, MSc. Departamento de Automatización y Control Industrial Escuela Politécnica Nacional RESUMEN En este artículo se presentan los resultados de las mediciones de un grupo de ocho Lámparas Fluorescentes Compactas (CFL) de diferentes marcas con la finalidad de determinar sus características eléctricas; de manera especial los posibles efectos que puedan tener sobre la línea de alimentación. Las pruebas realizadas consistieron en medidas relacionadas con potencia, contenido armónico de la corriente, y una prueba referencial del nivel de iluminación que proporcionan esas lámparas. Para ilustrar el efecto de las CFL sobre la línea de alimentación, se realizó una prueba de interacción de un grupo de lámparas con un motor de inducción trifásico de baja potencia conectados al mismo alimentador. Finalmente se presentan un análisis de resultados y algunas conclusiones. INTRODUCCIÓN El gobierno nacional está llevando a cabo una campaña de ahorro de energía eléctrica, dentro de la cual una de las actividades emprendidas ha sido el reemplazo de lámparas incandescentes por lámparas que presenten una mayor eficiencia como son las Lámparas Fluorescentes Compactas (CFL), comúnmente llamadas “focos ahorradores”. De acuerdo a los fabricantes, las CFL proporcionan niveles de iluminación equivalentes a los conseguidos con lámparas incandescentes pero con un menor consumo de energía eléctrica. Dada la estructura del circuito electrónico usado en las CFL es de esperarse que presenten algunos problemas relacionados con la distorsión de corriente de línea. Se trabajó con un grupo de seis lámparas fluorescentes compactas de diferentes marcas que tienen como potencia nominal 15W. Las pruebas realizadas consistieron en medidas relacionadas con potencia, contenido armónico de la corriente, y una prueba referencial de nivel de iluminación en un ambiente de uso general. Adicionalmente se tomaron medidas de dos lámparas CFL de 20W, de la misma marca y modelo, que se comercializan dos unidades en un solo paquete. Una de las lámparas tiene aproximadamente 4500 horas de uso mientras la otra no ha sido usada. Figura 1. Lámparas sometidas a pruebas
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CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS DE LAS LÁMPARAS FLUORESCENTESCOMPACTAS (CFL)
Patricio Chico Hidalgo, MSc.
Departamento de Automatización y Control IndustrialEscuela Politécnica Nacional
RESUMEN
En este artículo se presentan losresultados de las mediciones de ungrupo de ocho Lámparas FluorescentesCompactas (CFL) de diferentes marcascon la finalidad de determinar suscaracterísticas eléctricas; de maneraespecial los posibles efectos que puedantener sobre la línea de alimentación. Laspruebas realizadas consistieron enmedidas relacionadas con potencia,contenido armónico de la corriente, yuna prueba referencial del nivel deiluminación que proporcionan esaslámparas.
Para ilustrar el efecto de las CFL sobrela línea de alimentación, se realizó unaprueba de interacción de un grupo delámparas con un motor de induccióntrifásico de baja potencia conectados almismo alimentador.
Finalmente se presentan un análisis deresultados y algunas conclusiones.
INTRODUCCIÓN
El gobierno nacional está llevando acabo una campaña de ahorro de energíaeléctrica, dentro de la cual una de lasactividades emprendidas ha sido elreemplazo de lámparas incandescentespor lámparas que presenten una mayoreficiencia como son las LámparasFluorescentes Compactas (CFL),comúnmente llamadas “focosahorradores”. De acuerdo a losfabricantes, las CFL proporcionanniveles de iluminación equivalentes a
los conseguidos con lámparasincandescentes pero con un menorconsumo de energía eléctrica. Dada laestructura del circuito electrónico usadoen las CFL es de esperarse quepresenten algunos problemasrelacionados con la distorsión decorriente de línea.
Se trabajó con un grupo de seislámparas fluorescentes compactas dediferentes marcas que tienen comopotencia nominal 15W. Las pruebasrealizadas consistieron en medidasrelacionadas con potencia, contenidoarmónico de la corriente, y una pruebareferencial de nivel de iluminación enun ambiente de uso general.
Adicionalmente se tomaron medidas dedos lámparas CFL de 20W, de la mismamarca y modelo, que se comercializandos unidades en un solo paquete. Unade las lámparas tiene aproximadamente4500 horas de uso mientras la otra no hasido usada.
Figura 1. Lámparas sometidas a pruebas
TOPOLOGÍA BÁSICA DE UNALÁMPARA CFL.
La topología básica de una lámparaCFL se describe en el siguientediagrama:
Figura 2. Topología básica de unalámpara CFL
La estructura básica de este circuitoconsiste en un rectificador (conversorAC/DC), un filtro que generalmente escapacitivo, y un inversor (conversorDC/AC) para obtener un voltaje alternode alta frecuencia. Esta onda de voltajede alta frecuencia alimenta al tubo de lalámpara. La finalidad de usar altafrecuencia es principalmente reducir eltamaño físico de la impedancia que seusa para limitar la corriente en el tubo eincrementar la eficiencia.
Las lámparas CFL sometidas a pruebas,en su mayor parte como conversorAC/DC tienen un circuito similar alpresentado en la figura 3, quecorresponde a un rectificador dobladorcon filtro capacitivo. Unas pocaslámparas incluyen una pequeñainductancia en serie con una de laslíneas de entrada a manera de filtro.
120V @ 60Hz 300VDC aprox.
120V @ 60Hz 300VDC aprox.
Figura 3.- Circuitos típicos de entrada
De acuerdo a esta estructura se esperaque las corrientes muestren picos de altovalor y de poca duración, que sontípicos de este tipo de circuito. Estaforma de onda de corriente tiene uncontenido armónico muy importante.
DEFINICION DE LOSPARÁMETROS MEDIDOS EN LASCFL.
Las definiciones de los parámetrosmedidos a la entrada de las lámparasCFL se muestran a continuación:
Valor medio cuadrático (RMS)
dttfT
1Vrms
T
0
2 )(
Factor de cresta (Crest)
rms
pico
I
ICrest
Potencia Aparente (VA)
IrmsVrmsS
222 DQPS
P es Potencia Real o ActivaQ es Potencia Reactiva (VAR)D es Potencia de Distorsión
Potencia Real o Activa (Watts)
T
dttitvT
1P
0)()(
Factor de Potencia (Total PF)
S
Pfp
222 DQP
Pfp
Distorsión Armónica Total (THD Fund)
100I
IIrmsTHD
1
21
2
1I es el valor RMS de lafundamental de la corriente
Irms es el valor RMS de la corriente
Ángulo de fase (Phase)
Se define como el ángulo que existeentre las fundamentales de voltaje y decorriente. La indicación lead queaparece en las medidas indica que es deltipo capacitivo, mientras que lag indicaque es inductivo.
Factor de Potencia deDesplazamiento (DPF) .
Se define como el coseno del ángulo dedefasaje entre las fundamentales devoltaje y corriente.
Descomposición Armónica(Harmonics)
La descomposición armónica es larepresentación de una señal periódicacompleja en un sumatorio infinito defunciones elementales. En este trabajose usa la definición de la serietrigonométrica de Fourier.
1
)()(n
nnwtsenCnIoti
Los coeficientes Cn de la serie quecorresponden a las amplitudes de losarmónicos están representados en formagráfica en los análisis espectrales que semuestran a continuación. En estosgráficos y en las tablas que losacompañan las amplitudes de losarmónicos están representadas como unporcentaje del valor RMS total de lacorriente
MEDICIONES DE LASVARIABLES ELÉCTRICASTOMADAS A LA ENTRADA DELAS LÁMPARAS
LÁMPARA INCANDESCENTE100W
Las medidas tomadas a la entrada deuna lámpara incandescente de 100W semuestran a continuación.
Figura 4. Voltaje y corriente sobre unalámpara incandescente de 100W
Figura 5. Análisis espectral de lacorriente de línea.
Voltage Current RMS 121.34 0.84Peak 166.79 1.14Crest 1.37 1.36
Watts 100.00 VA 101.00 VAR 8.00TotalPF 0.99DPF 1.00
Tabla1. Medidas a la entrada de la lámparaincandescente de 100W.
CFL#1 (potencia nominal 15W)
Figura 6. Formas de onda de voltaje ycorriente en la entrada CFL#1.
Figura 7. Análisis espectral de lacorriente de línea CFL#1.
Voltage CurrentRMS 122.56 0.22Peak 168.79 0.56Crest 1.38 2.51THD Fund 3.49 83.23
Watts 14.00 VA 27.00 VAR 14.00 Peak W 81.00Phase 44° A leadTotal PF 0.53DPF 0.72
Tabla 2. Medidas tomadas en la entradade alimentación de la lámpara CFL#1.
CFL#2 (potencia nominal 15W)
Figura 8. Formas de onda de voltaje ycorriente en la entrada CFL#2.
Figura 9. Análisis espectral de lacorriente de línea CFL#2.
Voltage CurrentRMS 121.93 0.15Peak 167.38 0.35Crest 1.37 2.40THD Fund 3.75 101.55
Watts 9.00 VA 17.00 VAR 7.00 Peak W 44.00Phase 38° A leadTotal PF 0.52DPF 0.79
Tabla 3. Medidas tomadas en la entradade alimentación de la lámpara CFL#2.
CFL#3 (potencia nominal 15W)
Figura 10. Formas de onda de voltaje ycorriente en la entrada CFL#3.
Figura 11. Análisis espectral de lacorriente de línea CFL#3.
Voltage CurrentRMS 122.42 0.18Peak 168.18 0.57Crest 1.37 3.13THD Fund 3.74 98.25
Watts 12.00 VA 22.00 VAR 8.00 Peak W 86.00Phase 32° A leadTotal PF 0.58DPF 0.84
Tabla 4. Medidas tomadas en la entradade alimentación de la lámpara CFL#3.
CFL#4 (potencia nominal 15W)
Figura 12. Formas de onda de voltaje ycorriente en la entrada CFL#4.
Figura 13. Análisis espectral de lacorriente de línea CFL#4.
Voltage CurrentRMS 122.54 0.20Peak 168.26 0.67Crest 1.37 3.41THD Fund 3.78 108.69
Watts 13.00 VA 24.00 VAR 7.00 Peak W 105.00Phase 29° A leadTotal PF 0.57DPF 0.88
Tabla 5. Medidas tomadas en la entradade alimentación de la lámpara CFL#4.
CFL#5 (potencia nominal 15W)
Figura 14. Formas de onda de voltajey corriente en la entrada CFL#5.
Figura 15. Análisis espectral de lacorriente de línea CFL#5.
Voltage CurrentRMS 122.26 0.16Peak 167.98 0.46Crest 1.37 2.88THD Fund 3.68 108.77
Watts 10.00 VA 19.00 VAR 7.00 Peak W 61.00Phase 34° A leadTotal PF 0.53DPF 0.83
Tabla 6. Medidas tomadas en la entradade alimentación de la lámpara CFL#5.
CFL#6 (potencia nominal 15W)
Figura 16. Formas de onda de voltajey corriente en la entrada CFL#6.
Figura 17. Análisis espectral de lacorriente de línea CFL#6.
Voltage CurrentRMS 121.71 0.22Peak 167.68 0.68Crest 1.38 3.07THD Fund 3.63 96.02
Watts 14.00 VA 26.00 VAR 12.00 Peak W 89.00Phase 41° A leadTotal PF 0.52DPF 0.76
Tabla 7. Medidas tomadas en la entradade alimentación de la lámpara CFL#6.
CFL#7 (potencia nominal 20W)CFL nuevo la misma marca que elnúmero 8)
Figura 18. Formas de onda de voltajey corriente en la entrada CFL#7.
Figura 19. Análisis espectral de lacorriente de línea CFL#7.
Voltage CurrentRMS 122.44 0.26Peak 168.26 0.98Crest 1.37 3.75THD Fund 3.73 96.40
Watts 16.00 VA 32.00 VAR 15.00 Peak W 147.00Phase 42° A leadTotal PF 0.52DPF 0.74
Tabla 8. Medidas tomadas en la entradade alimentación de la lámpara CFL#7.
CFL#8 (potencia nominal 20W)CFL usado ,la misma marca que el
número 7; uso de un poco mas de unaño, es decir aproximadamente 4500horas; se enciende automáticamente enla noche y se apaga en la mañana)
Figura 20. Formas de onda de voltajey corriente en la entrada CFL#8.
Figura 21. Análisis espectral de lacorriente de línea CFL#8.
Voltage CurrentRMS 122.98 0.26Peak 169.14 0.95Crest 1.38 3.63THD Fund 3.61 98.64
Watts 16.00 VA 32.00 VAR 15.00 Peak W 146.00Phase 44° A leadTotal PF 0.50DPF 0.72
Tabla 9. Medidas tomadas en la entradade alimentación de la lámpara CFL#8.
TABLA DE LOS VALORES RMS DE LOS ARMÓNICOS DE CORRIENTE
Valores RMS de los armónicos como porcentaje del IRMS totalArmónico CFL#1 CFL#2 CFL#3 CFL#4 CFL#5 CFL#6 CFL#7 CFL#81 74.90 68.13 69.01 66.02 65.87 70.12 70.43 69.452 8.98 29.01 17.17 15.95 25.46 12.78 1.67 1.443 47.41 47.03 44.97 48.16 46.88 45.14 42.97 43.354 5.89 12.75 9.61 9.57 12.93 8.52 4.77 4.555 19.92 21.54 16.48 22.64 21.42 21.86 17.91 18.926 0.84 0.88 1.03 2.55 1.62 2.56 1.67 2.167 23.84 19.78 22.66 19.14 21.82 26.12 21.73 22.278 4.49 8.79 4.12 3.19 6.87 5.68 2.63 1.929 15.99 15.38 19.57 21.69 21.01 19.87 21.25 20.6010 1.40 5.71 4.12 5.42 5.66 3.12 1.91 3.1111 8.42 9.23 12.36 15.31 12.53 11.36 12.89 13.1712 4.21 1.76 2.40 1.28 0.40 1.70 0.72 2.6313 7.85 5.27 14.76 12.76 10.51 12.78 16.47 17.0014 3.65 3.96 2.40 2.23 5.66 4.26 0.72 1.9215 2.52 6.15 13.73 14.67 8.49 8.80 17.67 18.44THD(I) 83.23 101.55 98.25 108.69 108.77 96.02 96.4 98.68
Tabla 10. Cuadro comparativo de las magnitudes de los armónicos de corriente a laentrada de los diferentes CFL.
ANÁLISIS DE LAS MEDIDAS DELOS ARMÓNICOS.
De las medidas tomadas a las diferenteslámparas se determina que todas ellastienen un nivel muy elevado dedistorsión en la corriente; por lo queintroducen una gran cantidad dearmónicos en las líneas.
La causa de esta distorsión es el tipo decircuito usado como conversor AC/DCa la entrada que equivale a unrectificador con un filtro capacitivo.Algunas de las lámparas incluyen unapequeña inductancia a la entrada con lafinalidad de limitar los picos decorriente. Este filtro inductivo, enefecto, limita en parte la magnitud delos picos de corriente pero no tiene unefecto importante en la distorsiónarmónica total.
En todas las lámparas CFL probadas seencontró que existen armónicos de bajoorden, que tienen magnitudes relativasimportantes. Predominan los armónicosimpares, siendo el más importante eltercer armónico. En algunas de las CFL
aparecen los armónicos pares con unamagnitud importante. La tabla 10muestra solamente los valores RMS delos armónicos, pero no se muestran lafases que sería importante para poderdeterminar la interacción con otrasfuentes de armónicos.
No se encontró un patrón para poderdeterminar la existencia o ausencia dedeterminados armónicos en la corriente.Es evidente que esta composiciónarmónica varía significativamente entrelas lámparas debido a los diferentescircuitos que usan los fabricantes para elinversor. Vale la pena mencionar lasCFL#7 y CFL#8, del mismo tipo yfabricante que a pesar de la diferenciade horas de uso tienen un análisisespectral similar pues internamentetienen el mismo circuito.
El factor de potencia de las lámparasmedidas es ligeramente superior a 0,5en adelanto (capacitivo). Para estefactor de potencia tan bajo aportasignificativamente la potencia reactiva,que es capacitiva, y también hay unaporte de la potencia de distorsióndebido a la forma de onda de corriente.
Esta potencia reactiva capacitivaayudaría a compensar en parte lapotencia reactiva de cargas inductivasconectadas a la misma red, lo que debeaumentar el factor de potencia de unainstalación que sea predominantementeinductiva.
Los armónicos de corriente de laslámparas CFL, entrarían a interactuarcon armónicos presentes en la reddebidos a otro tipo de cargas. Estainteracción no es una suma escalar, ypor el contrario interactúan de acuerdo asu magnitud y fase, es decir que paraciertos armónicos es posible que vayana reforzar su presencia en la red, peropara otros es posible que más bien loseliminen o disminuyan.
Para ilustrar este efecto se conectaronseis de las lámparas CFL en paralelopara determinar cómo interactúan enconjunto los armónicos de las diferenteslámparas. Los resultados se muestran enlas tablas 11 y 12. y en los siguientesgráficos:
Figura 22. Formas de onda de voltajey corriente en la entrada del grupo de 6CFL.
Figura 23. Distorsión armónica de lacorriente del grupo de 6 CFL.
Como se puede ver en la figura 23, alinteractuar los armónicos de lasdiferentes lámparas, algunos de ellos serefuerzan como son los impares,mientras que otros se atenúan. En latabla 13 se pueden ver los valoresresultantes de la agrupación, en especialse debe notar que los armónicos paresmuy marcados en algunas lámparas sehan reducido en gran parte al interactuarcon las otras lámparas; esto ocurre porla diferencia de fase de los armónicosen cada una de las CFL.
MUESTRA DE LA INTERACCIÓNDE LAS CFL CON UNA CARGAINDUCTIVA
Para esta prueba, se usó el conjunto delas seis lámparas en paralelo con unmotor de inducción trifásico de bajapotencia. En una de las fases dealimentación al motor se coloca enparalelo el grupo de 6 CFL que seanaliza en los párrafos anteriores y setoman medidas del motor y delconjunto.
Figura 24. Formas de onda de voltaje ycorriente en una de las fases a la entradadel motor trifásico.
Figura 25. Distorsión armónica de lacorriente de una de las fases del motor.
Figura 26. Formas de onda de voltaje ycorriente en la alimentación del grupomotor + 6 lámparas CFL.
Figura 27. Distorsión armónica de lacorriente de alimentación del grupomotor + 6 lámparas CFL.
De las figuras 24 y 25, se puedeobservar que el motor es una cargapredominantemente inductiva que tomauna corriente que solamente tiene eltercer armónico significativo aparte dela fundamental.
En las figuras 26 y 27 se puedenobservar las formas de onda delconjunto motor mas lámparasCFL y elanálisis espectral de la corriente.
Las medidas tomadas al conjunto semuestran a continuación:
Tabla 11. Medidas eléctricas al conjuntomotor + 6 lámparas CFL.
motor grupo cfl conjuntoCurrent Current Current
RMS 0.83 0.92 1.17Peak 1.20 3.33 3.05DC offset -0.04 -0.04 -0.04Crest 1.45 3.62 2.60THD Fund 9.00 88.50 65.32
Watts 32.00 72.00 106.00 VA 101.00 110.00 143.00 VAR 95.00 40.00 56.00Phase 72° A lag 32° A lead 28° A lagTotal PF 0.32 0.64 0.74DPF 0.31 0.84 0.88
motor grupo cfl conjuntoArmónico %I RMS %I RMS %I RMS
1 99.51 74.68 83.312 0.23 0.20 0.163 2.56 45.35 36.644 0.08 0.54 0.165 8.22 23.83 23.266 0.30 0.34 0.057 0.45 25.12 19.898 0.23 0.68 0.059 0.98 18.13 14.88
10 0.23 0.61 0.2111 0.60 14.33 11.4712 0.23 0.27 0.1113 0.83 13.85 9.9214 0.30 0.54 0.2115 1.06 9.50 7.57
Tabla 12. Distorsión armónica de lacorriente de línea del conjunto motor +6 lámparas CFL.
De los resultados mostrados en lastablas anteriores se pueden observar lossiguientes resultados:
En primer lugar se puede observar queel factor de potencia por separado delmotor y del grupo de CFL son bastantebajos, pero el factor de potencia delmotor es inductivo (lag); mientras queel del grupo de CFL es capacitivo(lead). Las potencias reactivas del motory las lámparas tienen signo contrariopor lo que se restan lo que puedeobservar en la tabla 11.
Se puede observar el la tabla 12 queestán presente todavía una gran cantidadde armónicos debidos a las CFL. Sinembargo una muestra de la interacciónse observa en el tercer armónico. Alinteractuar el tercer armónico del motorcon el tercer armónico de las CFL elresultado tiene una menor amplitudrelativa en la línea.
El factor de potencia del conjunto, hamejorado substancialmente, esto debido
principalmente a la cancelación parcialde las potencias reactivas, y en parte ala reducción relativa de armónicos en lacorriente del conjunto.
MEDIDA REFENCIAL DE NIVELDE ILUMINACIÓN
Se midió el nivel de iluminaciónproporcionado por las CFL,principalmente motivado por la grandiferencia de valor entre la potencianominal de las lámparas y la potenciareal medida en las pruebas.
Para la realización de las pruebas, enuna habitación común, se colocó unmedidor de nivel de iluminación sobreuna superficie plana a una distancia talque un foco claro de 100W daba unalectura aproximada de 100 lux. Laposición final del sensor con respecto ala lámpara fue de 1,50 metros abajo y0,75 metros separado del eje vertical.
Los resultados fueron:
Potencianominal
Potenciamedida
lux
Foco100Wclaro
100W 101W 101
Foco100Wesmerilado
100W 100,5W 84
Foco 60Wclaro
60W 60,3W 54
CFL#1 15 W 14 W 54CFL#2 15 W 9 W 27CLF#3 15 W 12 W 58CFL#4 15 W 13 W rotoCFL#5 15 W 10 W 68CFL#6 15 W 14 W 60CFL#7 20 W 16 W 57CFL#8 20 W 16 W 49
Tabla 13. Nivel de iluminación medido.
La tabla 13 muestra los resultadosmedidos en las condiciones descritas alos cinco minutos de haber sidoencendidas, pues las CFL toman untiempo relativamente largo en llegar asu punto de operación normal.
Cabe aclarar que esta es una pruebareferencial; para medir la eficiencialumínica de la lámpara se deben integrarlas mediciones en una esfera alrededorde la misma.
Con la acotación anterior se puedeobservar que en la mayoría de laslámparas el nivel de iluminación estáentre lo que produce una lámparaincandescente de 100W y una de 60W.
Se observa que la CFL#2 proporcionaun nivel de iluminación sumamentebajo a pesar que su potencia nominal esde 15W; pero en realidad el consumomedido es de apenas 9W. Lo mismosucede con las dos lámparas de 20W,que proporcionan un nivel deiluminación similar al de las lámparasde 15W con una potencia medidatambién baja.
De la tabla 13 se presume que laeficiencia luminosa varía bastante entrelas diferentes lámparas; sería necesariorealizar pruebas más completas parapoder determinar con certeza esteparámetro.
El Instituto Ecuatoriano deNormalización oficializó el ReglamentoTécnico Ecuatoriano RTE INEN036:2208 que establece ciertosrequerimientos que deben cumplir laslámparas CFL que se comercializan enel país. Entre los aspectos relacionadosa este estudio se mencionan lossiguientes numerales:
Numeral 4.2.5 “Potencia consumida. Elvalor de la potencia medida bajo ensayo
no debe variar más de 15% de lapotencia declarada”
Numeral 4.2.7.1 “El factor de potenciamínimo aceptable para las lámparascompactas con balasto integrado debeser de 0,5 +/- 0,05”
La mayor parte de las lámparasprobadas no cumplen, y con un granmargen, el requisito del numeral 4.2.5;mientras que están dentro de los rangosen lo referente al numeral 4.2.7.1
EFECTOS DE LA DISTORSIÓN DECORRIENTE
En la literatura especializada, se tratasobre los efectos de la distorsión decorriente puede provocar en la red dedistribución de energía eléctrica, entrelos más importantes:
Distorsión del voltaje
Sobrecalentamiento de transformadoresy motores debido al incremento depérdidas por histéresis magnética y porcorrientes parásitas inducidas en losnúcleos.
Puede afectar al funcionamiento debreakers debido al sobrecalentamientoen los mecanismos de disparo de losmismos.
Puede afectar a los circuitos deprotección electrónica debido a los altosfactores de cresta de la corriente
Calentamiento de conductores debido al“efecto skin” en donde la corriente dealta frecuencia tiende a circular por lazona periférica del conductor.
Puede provocar calentamiento porcirculación de altas corrientes en elneutro, además de que puede provocar
caídas de voltaje neutro-tierra por estemismo efecto
CONCLUSIONES
Del análisis anterior se pueden llegar alas siguientes conclusiones:
Las lámparas CFL introducen una grancantidad de armónicos en la redincluyendo armónicos pares e impares yno se puede establecer un criteriogeneral para prever el contenidoarmónico de los mismos.
En la interacción de armónicos de losCFL con los que pueden estar presentesde la red debido a otras cargas,intervienen la magnitud de los mismos ysu ángulo de desfasaje como se puedeobservar de las pruebas realizadas. Estainteracción puede dar lugar a que ciertosarmónicos se reduzcan, o que serefuercen.
De cualquier forma el aporte dearmónicos por parte de las lámparasCFL puede llegar a ser importante si sellegan a usar en forma intensiva.
Vale la pena mencionar que lascaracterísticas de entrada de laslámparas CFL son similares a muchosequipos electrónicos que están muydifundidos en nuestro medio como soncomputadores, monitores, televisores,adaptadores o cargadores de equipoelectrónico, etc. Estas cargas son demayor potencia que las lámparas CFL, yla incorporación en los hogares de estosdispositivos tiene mayor efecto en ladistorsión de la corriente que elreemplazo de lámparas incandescentepor lámparas CFL.
El reemplazo de lámparasincandescentes por CFL es una buenaopción desde el punto de vista de ahorrode energía, pero tiene como efectocolateral la inyección de una gran
cantidad de armónicos de corriente en lared, particular que deben tomar enconsideración las empresasdistribuidoras de energía eléctrica si suuso se generaliza.
Cabe indicar que sería una mejoralternativa usar lámparas CFL con unalto factor de potencia (factor depotencia corregido) pues producen unadistorsión en la corriente muy baja y unfactor de potencia aproximadamenteunitario. Estas lámparas no están muydifundidas en el país y tampoco soncomunes en otros países por su altocosto. Sin embargo en el país secomercializan luminarias de tubosfluorescentes con el factor de potenciacorregido que sería una mejor opciónpara edificios públicos o comerciales endonde no hay mayor restricción encuanto al tamaño de las luminarias.
El gobierno nacional ha anunciado unaposible campaña para reemplazar lascocinas de gas, comunes en nuestromedio, por cocinas de inducción. Estascargas son de alta potencia si secomparan con las CFL o los otrosequipos mencionados, y de no tenercontrolado el factor de potencia y losarmónicos que introduzcan en laalimentación representarán un mayorproblema a las redes de distribución.
De las medidas tomadas es evidente quealgunas de las lámparas que secomercializan el país no cumplen conlas regulaciones vigentes. Se deberíacontrolar de mejor manera el ingreso delámparas CFL al país para certificar quecumplen con la reglamentación vigente.
REFERENCIAS
[1] INSTITUTO ECUATORIANO DENORMALIZACIÓN, “ReglamentoTécnico Ecuatoriano RTE INEN036:2008 .- Eficiencia Energética.Lámparas Fluorescentes compactas.Rangos de desempeño energético yEtiquetado.” Primera Edición, Quito,Ecuador
[2] Muhammad H. Rashid, “Electrónicade Potencia”, Ed. Prentice Hall.,Segunda Edición,1993
[3] N.Mohan, W. Robbins, “PowerElectronics”, John Willey & sond,1995
[4] José A. Salazar Paredes, “Sistemade distribución bajao un entorno nolineal”,Anales de las XVII JIEE, EPN,2000
[5] M.A Slonim, J.D Van Wyk, “Powercomponents in a system with withsinusoidal and non sinusoidal voltagesand/or currents” IEEE Procedings, vol135, 1988
[6] P.S. Filipski, Y. Baghzouz, M.D.Cox, “Discussion of power definitionscontained in the IEEE dictionary”,
IEEE Transactions on Power Delivery,Vol 9, No. 3, 1994
BIOGRAFÍA
Patricio Chico Hidalgo.
Ingeniero en Electrónica y Control,Escuela Politécnica Nacional, 1987Master of Science in ElectricalEngineering, University of Texas atArlington, USA, 1994
Actualmente trabaja como ProfesorPrincipal a tiempo completo en elDepartamento de Automatización yControl Industrial en la EscuelaPolitécnica Nacional.
Sus áreas de interés son la Electrónicade Potencia, las conversión estática deenergía eléctrica, y los sistemasmicroprocesados.
