Análisis de armónicos
Disponemos de Fluke 435 II para análisis de calidad de energía y mediciones de armónicos en la red eléctrica. Podemos revisar la potencia hasta el armónico 50.
La THD o distorsión armónica total es la suma de la potencia de los armónicos dividida por la potencia de la fundamental. Es una de las facetas más importantes del análisis de calidad de energía. Nuestros equipos muestran la THD, las formas de onda de corriente y voltaje o potencia, y los armónicos de estos tres por separado.
Efectos de los armónicos en la red eléctrica
- Aumento de la potencia a transportar, con un peor factor de potencia de la red.
- Disparo intempestivo de interruptores automáticos.
- Sobrecargas en conductores.
- Vibraciones y sobrecargas en las máquinas.
- Inestabilidad en el sistema eléctrico.
- Mal funcionamiento de relés de protección.
- Disminución de la impedancia de los condensadores.
- Perturbaciones en equipos de control.
- Mediciones erróneas en equipos de medida.
Las compañías eléctricas analizan penalizaciones para las instalaciones industriales generadoras de armónicos, de igual forma que lo hacen con las que generan energía reactiva.
Qué es un armónico
La norma UNE-EN 60150:1996 define la tensión armónica como una tensión senoidal cuya frecuencia es múltiplo entero de la frecuencia fundamental de la tensión de alimentación del sistema.
El matemático francés Fourier definió que «cualquier señal periódica, por compleja que sea, se puede descomponer en una suma de señales senoidales cuya frecuencia es múltiplo de la frecuencia fundamental o de referencia».
Los armónicos los generan cargas no lineales. Conectadas a la red alterna y senoidal, absorben corrientes no lineales cuya amplitud y frecuencia dependen de la deformación de la onda de corriente al aplicar una tensión senoidal. Estas cargas no lineales suelen ser periódicas.
Importancia de la tercera armónica
La onda fundamental tiene una amplitud igual a tres veces la de la tercera armónica, y ambas tienen su valor pico al mismo instante. La tercera armónica es múltiplo eléctrico de la fundamental y tiene secuencia cero. Por eso, en el sistema trifásico de 4 hilos (A, B, C y N), circula en anillo con las 3 fases por el neutro (N). Lo mismo ocurre con la sexta, la novena, etc.
Importancia de la quinta armónica
La quinta armónica, a diferencia de la tercera, no es múltiplo eléctrico de la fundamental, por lo que se desplaza por las tres fases A, B y C. Es la primera armónica que afecta a los condensadores y al sistema trifásico, al igual que la séptima, la undécima, etc.
La tercera y la quinta serán las más importantes al determinar la corrección del factor de potencia en instalaciones industriales, porque los condensadores deben instalarse formando filtros pasivos (L-C).
La norma IEEE std 519-1992 indica los límites de THD (distorsión armónica total) y de TDD (demanda de distorsión total).