Distorsión Armónica:

La distorsión armónica (ó ARMÓNICOS) nos refiere a que la forma de onda de voltaje ó corriente no es totalmente senoidal.

Este tema es profundo y complejo, pero básicamente las armónicas son señales de tensión ó corriente con una frecuencia, que es un múltiplo entero de la fundamental; éstas se suman a la onda fundamental y la distorsionan generando con ello una "distorsión armónica"

Gráfica representativa de distorsión armónica:

Grafica: distorsion ARMONICA

Causas principales de las distorsiones armónicas:
La distorsión armónica suele producirse al accionar equipos con núcleo magnético saturado y ciertos convertidores estáticos como; rectificadores, fuentes conmutadas y otras cargas no lineales.
Incluso algunos equipos de protección electrica pueden contribuir a la generación de armónicos en la línea.

Podemos decir que la distorsión armónica a nivel industrial se encuentra en todos los equipos de control, producción y de potencia.

A nivel comercial y de oficinas se observa en equipo de cómputo y alumbrado a base de balastros electrónicos ó de tipo Led’s. Y finalmente en casos habitación donde la gran mayoría trabaja con fuentes conmutadas (hornos de microondas, refrigeradores, lavadores, pantallas, home teather, cargadores de celulares, sistemas de CCTV, alumbrado con balastro electrónico y finalmente la automatización en casas inteligentes.

Todo este crecimiento, nos lleva a nuevos problemas que tienen que ser detectados y medidos con equipos especiales, ya que los multímetros o amperímetros convencionales no pueden registrar estos niveles de armónicos. Los equipos analizadores de red eléctrica ó analizadores de armónicos, graban y registran los niveles individuales y la THD (Distorsión armónica total) del circuito a analizar. Los resultados de estas mediciones se deben de encontrar dentro de parámetros que estén bajo norma ya que de lo contrario se deben de tomar las correcciones necesarias para entrar dentro de estas normas.

Para determinar que niveles de distorsión armónica son normales ó aceptables en un sistema eléctrico de potencia se han desarrollado varios estándares por organizaciones internacionales, en México la referencia que utiliza la C.F.E. en su especificación L0000-45 es la publicada por la IEEE-519 como se indica a continuación. Los límites permisibles de distorsión armónica en tensión, están determinados por el nivel de tensión nominal del sistema eléctrico bajo análisis, como se indica en la siguiente tabla:

Limites para componentes armonicas impares

En un sistema que tiene una tensión menor a 69,000 volts, el límite para las componentes armónicas (2ª, 3ª, 4ª, 5ª, etc.) es de 3.0% y para la distorsión armónica total será de 5.0%.
Los valores distorsión armónica por componente y total deben ser menor ó igual a los indicados en la tabla.

En el caso de la distorsión armónica en corriente los límites están determinados por el tamaño relativo del sistema en cuestión contra el sistema del que se alimenta y se expresa como la relación entre la corriente de corto circuito (ISC) y la corriente de demanda máxima (IL, a la frecuencia fundamental), los límites se indican a continuación:

Distorsion de tension por componente ARMONICA

NOTA:
Los valores de distorsión armónica por componente y TDD deben de ser menor ó igual a los indicados en la tabla. Los límites para las armónicas pares (2ª, 4ª, 6ª, 8ª, etc.) son el 25% de los límites para las armónicas impares.

Por ejemplo:
Si la relación ISC / IL es mayor que 20 y menor que 50 (segunda fila).
El límite para las armónicas pares menores a la 11ª es de 1.75% (que corresponde a el 25% del límite que se indica en la tabla).
El límite para las armónicas pares mayores a la 11ª y menor ó igual a la 16ª es de 0.875% (que corresponde a el 25% del límite que se indica en la tabla), etc.

El estándar indica que la evaluación de los límites de distorsión armónica de tensión y corriente se debe realizar en el punto de acoplamiento común (PCC), que es el punto en donde se conecta la carga total a la fuente de suministro y en donde se pueden conectar otros usuarios. Estrictamente hablando el PCC sería la acometida.

Dependiendo de las características del sistema eléctrico bajo análisis, si no existen transformadores de potencial y de corriente accesibles para el usuario para realizar la medición en óptimas condiciones de seguridad, en la práctica es válido considerar el PCC como el secundario del transformador principal (en baja tensión).

Algunos Daños y Consecuencias:

  • Sobrecalentamiento en conductores, tableros, transformadores, motores y banco de capacitores.
  • Accionamiento incorrecto de interruptores termomagnéticos.
  • Mal funcionamiento de variadores de velocidad, equipos de comunicación y control.
  • Deterioro de aislamiento en cables eléctricos.
  • Envejecimiento y daño de aislamiento en cualquier equipo eléctrico.
  • Daño contundente en tarjetas electrónicas.

 

Si desea mayor información sobre como podemos ayudarle a resolver problemas de DISTORSION ARMONICA:

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