¿Sabemos tratarlos?
Preguntarse si es necesario ocuparse de los armónicos en una instalación industrial debe tener una respuesta que no deje lugar a dudas. Sí, y por una doble razón. Por obligación de la normativa específica en el PCC y por el aumento en los costes que implican los armónicos, tanto por fallos imprevistos como por pérdidas adicionales.
Onda fundamental con el 3r y 5o armónico
Una vez hemos detectado que en nuestra instalación hay una contaminación armónica es posible seguir una serie de pasos previos:
- Investigar las fuentes probables de la contaminación
- Realizar medidas de la THDi y de la THDu en diversos puntos de la instalación y con diferentes consumos de la cargas
- Generar un modelo teórico del funcionamiento eléctrico de la instalación
- Validar el modelo comprobando los resultados teóricos con las medidas iniciales
- Investigar posibles resonancias en serie y/o en paralelo
- Incorporar en el modelo teórico las Técnicas de Reducción de Armónicos (TRA)
- Cálculo de la relación coste/beneficio de las TRA
Es sabido que algunas de las fuentes originarias de armónicos son las fuentes de alimentación de funcionamiento conmutado (fuente conmutada o switched-mode power supply SMPS); los estabilizadores electrónicos de dispositivos de luminaria fluorescente y de LEDs; sistemas de Alimentación Ininterrumpida (SAI o UPS); y los motores eléctricos.
Técnicas de Reducción de Armónicos
Entre las Técnicas de Reducción de Armónicos que podemos incorporar en el modelo teórico podemos señalar:
- Conocer el diseño del sistema de potencia
- Inductancia en línea (AC)
- Inductancias controladas por DC
- Transformadores de neutralización
- Rectificadores de 12, 18 etc
- Filtros sintonizados (para el 5º, 7º, 13º armónicos…)/desintonizados
- Filtros activos
Efectos sobre la instalación
Los efectos de los armónicos sobre la instalación son muchos, pero podemos enumerar algunos de los más destacados:
- Incremento de costes de energía y de capital: sobrecalentamiento e incremento de la potencia necesaria en los equipos a causa del aumento de las pérdidas en el cobre y en el hierro
- Incremento de costes por desconexión indebida de interruptores (pérdidas de producción)
- Posibles resonancias en serie y/o en paralelo
- Vibraciones y ruidos anómalos
- Fallos en componentes electrónicos de conmutación por desplazamiento del paso por cero de la onda de tensión.
- Aumento de la tensión de la red
- Posibles interferencias con los equipos de comunicaciones
- Pérdidas de datos o funcionamiento defectuoso en PC’s y equipos de controla
- Deterioro por sobrecarga térmica de condensadores
- Reducción de la vida útil de los equipos