Un conjunto de fasores (corrientes o tensiones) desequilibrados, por medio de la transformación de Fortescue (componentes simétricas), se descompone en tres conjuntos de fasores simétricos equilibrados: un conjunto de secuencia positiva, uno de secuencia negativa y un conjunto de fasores monopolares (secuencia cero), como se ve en la Figura 1. Esta transformación es lineal, y se puede escribir cada fasor original como una combinación lineal de los tres sistemas de tensiones anteriores.

Figura 1: Sistemas de tensiones de secuencia. A la izquierda, se muestra el sistema de tensiones de secuencia positiva; al centro, el sistema de tensiones de secuencia
negativa; y a la derecha, el sistema de tensiones de secuencia cero.

Las amplitudes de los fasores de secuencia positiva, negativa y cero no son iguales entre sí, y dependen del grado de desequilibrio que presenten los fasores trifásicos reales. Sin embargo, como son sistemas simétricos, el fasor de secuencia positiva de la fase U será idéntico en magnitud que el fasor de secuencia positiva de las fases V y W (sistema trifásico denominado U-V-W). Un sistema trifásico real perfectamente equilibrado tendrá solamente tensiones y corrientes de secuencia positiva.

Para las cargas no lineales, las corrientes de fase presentarán, además de la fundamental de 50 Hz, componentes armónicas adicionales. Típicamente, se trata de componentes armónicos impares de orden 3, 5, 7, 9, 11, etc., dependiendo del tipo de carga conectada y de la conmutación que se lleve a cabo en ella.

En términos simples, las corrientes de secuencia cero se suman en el neutro. Estas se asocian a las componentes de triple frecuencia y sus múltiplos, de las corrientes que circulan por cada fase. Como son de triple frecuencia, ellas están en fase y, por ende, su valor en el neutro será la simple suma lineal de estas componentes de cada fase.

Una forma astuta de reducir la pérdida de energía en una instalación eléctrica es el diseño, construcción e instalación de filtros armónicos. Existen filtros armónicos discretos, conformados por unos pocos componentes y sintonizados a una o más frecuencias específicas, y filtros armónicos "activos", donde se inyectan las corrientes complementarias a las corrientes de fase, para formar una corriente total por fase con un contenido armónico predeterminado. La variable costo es relevante en la opción de uno u otro esquema de filtros, puesto que un filtro activo es notablemente más caro que uno pasivo.

Un filtro pasivo (discreto) es un conjunto de componentes que, conectados adecuadamente, permiten presentar vías de baja impedancia a algunas componentes armónicas y evitar su propagación por el resto del circuito de distribución. Dentro de estas opciones, una que está siendo introducida a las redes de baja tensión corresponde a los mitigadores de armónicos, que consisten en un conjunto de bobinas arrolladas sobre un núcleo magnético, que se conectan de forma tal que se eliminan las componentes de secuencia cero.

Figura 2

La Figura 2 muestra un esquema simple de filtro de secuencia cero. Allí, las bobinas de cada fase se dividen en bobinas dispuestas en dos piernas del núcleo y conectadas con polaridad inversa entre sí.

Como los fasores de secuencia cero están siempre en fase, el flujo producido por una de las bobinas se cancelará con el flujo ocasionado por la segunda bobina ubicada en la misma pierna. Como se cancela el flujo de secuencia cero, la impedancia que se presenta a la circulación de corriente de secuencia cero es muy baja.

(Existen esquemas de filtros de secuencia cero mucho más complejos que el mostrado en la figura anterior, que se indica sólo como ejemplo explicativo).

Cuando este dispositivo se conecta en paralelo a la carga que genera secuencia cero, la baja impedancia del filtro atraerá las corrientes de secuencia cero y proveerá un camino alternativo para estas corrientes, respecto de la carga. De esta forma, se alivia la circulación de componentes de secuencia cero por el neutro.

El efecto neto de esta atenuación de corrientes de secuencia cero es que se reduce la pérdida Joule (I²R) por el neutro, a la vez que se evita que estas componentes pasen por el medidor de energía, que se instala normalmente en el empalme. El medidor registra menos energía porque se redujo el valor efectivo de corriente total por fase, al no tener componentes armónicas adicionales. La aplicación se reduce casi inexorablemente a redes de baja tensión, porque es allí donde se usa neutro que permite la circulación de componentes de secuencia cero.

Figura 3.