Corrientes armónicas

Origen y efectos de los armónicos

Muchas cargas no lineales presentes en una red eléctrica crean un alto nivel de corrientes armónicas en las redes eléctricas.

Esas corrientes armónicas:

• Deforman las ondas de corrientes y de tensiones

• Degradan la calidad de la energía distribuida

Si estas deformaciones son importantes, pueden provocar:

• Funcionamiento defectuoso o erróneo de los equipos alimentados

• Calentamiento intempestivo de los equipos y los conductores

• Sobreconsumo

Todos estos problemas aumentan el tiempo de instalación del sistema y, por consiguiente, los costes de explotación. Por lo tanto, es necesario gestionar bien la calidad de la energía.

Definición de un armónico

Una señal periódica es una superposición de:

• La señal sinusoidal de origen en la frecuencia fundamental (por ejemplo, 50 Hz o 60 Hz)

• Señales sinusoidales cuyas frecuencias son múltiplos de la frecuencia fundamental llamados armónicos

• Cualquier componente de CC

Esta señal periódica se divide en una suma de términos:

donde:

• y₀: valor del componente de CC

• y_n: valor rms del armónico de orden n

• ω: impulsos de la frecuencia fundamental

• ϕ_n: desplazamiento de fase del componente armónico n

Ejemplo de una onda de corriente distorsionada por un componente armónico:

1 l_rms: valor rms de la corriente total

2 I1: corriente fundamental

3 I3: corriente armónica de tercer orden

4 I5: corriente armónica de quinto orden

Tensiones y corrientes RMS

Las unidades de control MicroLogic muestran los valores rms de las corrientes y las tensiones.

• La corriente rms total I_rms es la raíz cuadrada de la suma de los cuadrados de las corrientes rms de cada armónico:

• La tensión rms total V_rms es la raíz cuadrada de la suma de los cuadrados de las tensiones rms de cada armónico:

Acceptable Harmonic Levels

Various standards and statutory regulations set the acceptable harmonic levels:

• Norma de compatibilidad electromagnética adaptada a redes públicas de baja tensión: IEC/EN 61000‑2‑2

• Normas de compatibilidad electromagnética:

  • Para cargas inferiores a 16 A: IEC/EN 61000-3-2

  • Para cargas superiores a 16 A: IEC/EN 61000-3-4

• Recomendaciones de los distribuidores de energía aplicables a las instalaciones

Los resultados de estudios internacionales han identificado valores armónicos típicos que no deben superarse.

En la tabla siguiente se indican los valores típicos de armónicos en tensión como un porcentaje del fundamental: