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ARMÓNICOS: Análisis de perturbaciones (Capítulo 2)

ÍNDICE
1 Perturbaciones armónicas en nuestra instalación
1.1 Costes Técnicos
1.2 Costes Económicos
2 Efecto de los armónicos en el sistema de potencia
2.1 ¿Qué son los armónicos?
2.2 ¿Quién genera los armónicos?
2.3 Relación Corriente y tensión armónica
2.4 ¿Qué efectos producen los armónicos?
3 ¿Cómo analizar un problema de armónicos?
4 Normativas
5 Soluciones
6 Resumen

4. Normativas
Los resultados medidos pueden evaluarse según las siguientes normas, directivas y reglamentos(1):
• Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión (REBT) RD 842/2002
• REAL DECRETO 1955/2000, de 1 de diciembre, por el que se regulan las actividades de transporte, distribución, comercialización, suministro y procedimientos de autorización de instalaciones de energía eléctrica
• Directiva Europea 2004/108/CE relativa a la aproximación de las legislaciones de los Estados miembros en materia de compatibilidad electromagnética y por la que se deroga la Directiva 89/336/CEE
• Directiva Europea 95/16/CEE de ascensores
• Norma UNE-EN 12015 “Compatibilidad electromagnética. Norma de familia de productos para ascensores, escaleras mecánicas y andenes móviles. Emisión ”Norma UNE-EN 20460-5-523 “ Instalaciones eléctricas de edificios. Parte 5: Selección e instalación de materiales eléctricos. Capítulo 52: Canalizaciones. Sección 523: Corrientes
admisibles.”
• Norma UNE-EN 50160 “Características de la tensión suministrada por las redes generales de distribución”
• Norma UNE-EN 61642:2000 “Redes industriales de corriente alterna afectadas por armónicos.
Empleo de filtros y condensadores a instalar en paralelo”
• Norma UNE-EN 61800-3 “Accionamientos eléctricos de potencia de velocidad variable. Parte 3:Norma de producto relativa a CEM incluyendo métodos de ensayo específicos”
• Norma UNE-EN 61000-3-2 “Compatibilidad electromagnética (CEM). Parte 3-2: Límites. Límites para las emisiones de corriente armónica (equipos con corriente de entrada <16 A por fase)
• Norma UNE-EN 61000-3-12 “Compatibilidad electromagnética (CEM). Parte 3-12: Límites. Límites para las corrientes armónicas producidas por los equipos conectados a las redes públicas de baja tensión con corriente de entrada >16 A y <75 A por fase
• Norma UNE-EN 61000-3-4 “Compatibilidad electromagnética (CEM). Parte 3-4: Límites. Límites para las corrientes armónicas producidas por los equipos conectados a las redes públicas de baja tensión con corriente de entrada >16 A
• Norma IEEE 519-1992 “Recommended Practice and Requirements for Harmonic Control in Electric Power System”
• Norma G5/4-1 “Managing Harmonics: ENA Engineering Recommendation”

(1) Debe considerarse las posibles modificaciones y actualizaciones. Algunas de las normas y reglamentos son de aplicación solo en España.

5. Soluciones
Tras el diagnóstico y la evaluación de las perturbaciones pasamos al tratamiento o solución. Hemos de buscar siempre un equilibrio entre la solución técnica y la económica. La solución técnica ideal sería la de filtrar directamente en las cargas distorsionantes (reactancia LR, filtro LCL, FB3, filtro EMI y FAR-H/Q), evitando la propagación de las corrientes armónicas hacia otras cargas e instalación, y una mayor caída de tensión armónica que provocara la distorsión de la onda de tensión. En otros casos, pasa por buscar una solución centralizada lo más próxima a las cargas (filtro activo AF/APF, TSA,filtro de bloqueo FB3T, filtro absorción/híbrido FAR-H/Q, filtro de rechazo FR).

Como podemos comprobar no existe una procedimiento único, sino que en cada caso pueden aportarse diferentes soluciones dependiendo del punto donde se instalen los filtros.
No se puede generalizar, pero en la siguiente figura trataremos de representar algunas de las anomalías típicas que podemos encontrarnos y las diferentes soluciones.

6. Resumen
Como hemos podido comprobar, la existencia de perturbaciones armónicas en nuestra instalación es cada vez mayor a medida que vamos introduciendo cargas distorsionantes en ella.
Los problemas a causa de los armónicos están bien definidos, y no podemos justificar cualquier incidencia que tengamos en la instalación solo por su presencia en ella. Los efectos se pueden manifestar de forma casi instantánea (fallo de interruptores, operaciones incorrectas en equipos estáticos, etc.) y a medio plazo (resonancia en batería de condensadores, sobrecalentamiento de transformadores, conductores y motores, error de medición de instrumentos de medida, pérdidas térmicas, etc.). Superando en solo 10 ºC la temperatura máxima del aislamiento de conductores, motores o transformadores se reduce su vida útil prácticamente a la mitad.
Es muy importante seguir el proceso indicado para realizar el estudio y análisis de perturbaciones armónicas. Si omitimos alguno de los pasos, el proceso de medida y posterior estudio será complicado, y en muchos casos no podremos dar una posible solución eficaz a nuestra instalación.
Resumiendo, los pasos a seguir son los siguientes:
• Definir cuál es el objetivo del estudio
• Disponer de un esquema eléctrico de la instalación y como están distribuidas las cargas
• Definir puntos de medida e identificarlos en el esquema
• Nivel de carga durante las medidas
• Interpretar los datos medidos tratando de reconocer los efectos de los armónicos y/o en función de lo que establezcan los reglamentos, directivas o normas
A modo de ejemplo, mostramos algunas de las anomalías más comunes y algunas de sus posibles soluciones. El resultado que obtengamos irá en función de la estrategia de filtrado que utilicemos (Cuadro general, cuadro secundario y/o filtrado individual) y del proceso de estudio de la instalación.
Es obvio, que con una medición en el cuadro general la capacidad para poder aportar alguna solución es escasa y limitada en muchos casos a aportar una solución en ese punto de medida.
Esta guía nos aporta los conocimientos esenciales para poder iniciarnos en el análisis de perturbaciones armónicas y poder establecer soluciones de una forma correcta y eficaz.

Agradecimientos a:Circutor.com