Filtrado activo de armónicos

@cmdearcos
Grupo TIECs

Tengo que empezar este artículo dando las gracias a todo el mundo que me ha hecho llegar sus comentarios del artículo calidad de la energía que escribí hace unos días.

Después de aquella introducción al mundo de los armónicos voy a realizar este artículo sobre el filtrado (o compensación) activa de armónicos.

Le he dado muchas vueltas al tema y no he encontrado ninguna forma de hacer este artículo sin hacer referencia a temas técnicos. Intentaré hablar lo mínimo posible como un técnico y al final intentaré poner una serie de conclusiones para que aquellas personas menos técnicas puedan entender el objetivo de este artículo. Espero conseguirlo.

Para hablar de compensación de armónicos necesitamos recordar algunos conceptos que dimos en primero de carrera en análisis de circuitos.

Hay que hacer un apunte respecto al principio de superposición. Este está definido para circuitos lineales y en el caso de la existencia de armónicos estamos hablando de circuitos no lineales.

Un dispositivo de filtrado de armónico activo introduce una intensidad que anula (desfasada 180º) la corriente de cada uno de los armónicos. A continuación os muestro un esquema que explica el funcionamiento de los dispositivos de filtrado de armónicos activos.

Esquema

¿Qué difiere entre los distintos tipos de filtros activos de armónicos?. Las diferencias básicas entre unos y otro son:

  • Tecnología de análisis de armónicos. Para calcular la intensidad a inyectar al circuito es necesario calcular la intensidad de cada uno de los armónicos. Hay electrónica y algoritmos más rápidos que otros y en función de cómo varíen los armónicos es conveniente un tipo de solución u otra. Hay que evitar matar moscas a cañonazos.
  • Tipo de compensación. Hay compensación en serie y en paralelo, siendo adecuado uno u otra en función del circuito a compensar.

El coste de estos equipos es alto, pero las ventajas de su instalación también es alto. Quiero hacer hincapié en que el filtrado de armónicos mejora la vida útil de los equipos, porque reduce el calentamiento de muchas partes del circuito.

Aquí os pongo algunas ventajas del filtrado activo de armónicos:

  • Reducen la THDi.
  • Mejora el factor de potencia (son capaces de eliminar la penalización de reactiva).
  • Elimina la reactiva capacitiva (fuentes de alimentación).
  • Equipos necesarios para funcionar junto con generadores de emergencia.
  • Eliminan el riesgo de resonancia armónica.
  • No se sobrecargan.
  • Son adaptables (y en muchos casos modulares).
  • Permiten programar que armónicos eliminar y en qué porcentaje.

Como conclusión quiero decir varias ideas.

La elección de un equipo de filtrado de activo de armónicos depende de muchos factores. El filtrado de armónicos empieza con un estudio exhaustivo y para ello es necesario apoyarse en Gestores energéticos con experiencia en filtrado de armónicos.

El coste del filtrado de armónico es relativamente alto. Pero si lo comparamos con las ventajas que produce en las grandes corporaciones el coste es bajo. Sin entrar en otras ventajas, podemos aumentar la vida útil de equipos de millones de € de 8 años a 10 años con inversiones menores de 100.000 € (equipos + análisis). El precio de las soluciones y las ventajas depende de cada instalación (lo anterior es solo un ejemplo real).

Es aconsejable que dentro de una auditoría energética se haga un estudio de armónicos. Aunque el coste de la auditoría aumenta, no lo hace tanto que lo que supondría el coste especifico de un estudio de armónicos. En el caso de sospechar que una empresa tiene problemas de armónicos (p.e. saltos de diferenciales sin causa “justificada”) es más rentable realizar una auditoría energética donde se incluya un estudio armónico que un análisis de armónicos exclusivamente.

Por último quiero comentar para que nadie se lleve a engaños que este tipo de soluciones no evita los grandes armónicos que se producen en un transitorio (p.e. arranque de un motor). Los transitorios se producen en un tiempo infinitesimal y ninguna electrónica a día de hoy puede actuar tan rápido para compensar dichos picos. El tema de los transitorios tiene una solución diferete a los filtros activos de armónicos.

Os dejo aquí un fichero por si queréis ampliar información sobre este tema: Guia-Calidad-3-3-3-Armonicos-Compensadores-activos

@cmdearcos
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