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¿Cuál es la solución para la mitigación de armónicos más adecuada para ti?

 

Los armónicos pueden sobrecargar el sistema eléctrico, aumentar la demanda de energía y los cortes de suministro, dañar los equipos y apagar los sistemas.

Para las fábricas y plantas industriales es prioritario controlar el coste de las operaciones y los equipos para proteger el margen. Reemplazar los equipos antes de tiempo puede aumentar los gastos de capital hasta un 15% y los costes de operación hasta un 10%. Implementar una solución de mitigación de armónicos apropiada ayuda a evitar tales costes.

Los armónicos son corrientes indeseadas que sobrecargan el cableado y los transformadores, lo que genera calor y envía interferencias a través de la línea de suministro, lo que puede penalizar a tener que pagar tarifas más altas. En entornos industriales en los que se trabaja con multitud de motores, la falta de control de los armónicos puede acortar la vida de los equipos o, cuando menos, reducir su fiabilidad. Los armónicos pueden sobrecargar el sistema eléctrico, aumentar la demanda de energía, dañar los equipos y apagar los sistemas.

Una comparación de las soluciones de mitigación de armónicos

Las reactancias de línea de CA y las inductancias de enlace de CC para accionamientos ayudan a atenuar el flujo de corriente de los accionamientos de frecuencia variable (VFD), lo que aumenta el flujo corriente y reduce la la amplitud para mitigar parte de los armónicos. Esta es la solución económicamente más razonable y compacta, pero es la menos eficaz para mitigar las distorsiones armónicas en total. Esta es la mejor solución para aquellas aplicaciones donde la mitigación de los armónicos no es la primera prioridad, pero sí hay una necesidad de filtrar las distorsiones más fuertes.

Una disposición de 12 pulsos es la más eficiente para controlar la pérdida de potencia y es adecuada para las unidades más grandes. Esta solución requiere un transformador con un desfase de 30° y un convertidor de puente de seis pulsos conectado a cada una de las salidas. La solución de 12 pulsos es superior en eficiencia y reducción de armónicos, pero no es ni fácil de implementar ni la opción más económica.

Un filtro pasivo está compuesto de reactancias y condensadores dispuestos en una configuración de circuito resonante sintonizado a la frecuencia del orden del armónico que se desea eliminar. Puesto que un filtro pasivo solamente trabaja con un punto de funcionamiento a la vez, es una solución económica pero que no es eficiente con cargas parciales. Con la desventaja única del bajo factor de potencia con carga parcial, un filtro pasivo corre el riesgo de causar resonancias dentro de la red de distribución.

Un filtro activo funciona midiendo las corrientes armónicas y generando un rango de corrientes armónicas en oposición de fase con el rango medido. Es necesario sobredimensionar para compensar la disminución del factor de potencia. Un filtro activo es una buena solución, con un precio moderado, para mitigar los armónicos de varias unidades de accionamiento que funcionen en paralelo en una red.

Una configuración de variador de bajos armónicos consume energía como un inversor normal (convierte CC en CA). Permite al sistema ajustarse a la forma de onda de la corriente de la red de suministro y evita el impacto de los armónicos y de la potencia reactiva. Un variador de bajos armónicos necesita más espacio en general y se encuentra en un término medio de coste. En comparación con un filtro activo, el variador de bajos armónicos es más simple y ofrece una mejor relación calidad-precio, por lo que es una solución eficaz.

En resumen, la solución con inductancia de línea es la mejor opción para aplicaciones donde se deben filtrar las distorsiones más fuertes pero sin ser la mitigación armónica la primera prioridad. El filtro activo es una buena solución para mitigar los armónicos de varios accionamientos en paralelo funcionando en un punto de acoplamiento. La solución de 12 pulsos es la más eficiente, pero también la más compleja. En aquellas aplicaciones en las que la mitigación de armónicos es muy importante, el variador de bajos armónicos ofrece la mejor solución.

Tomar la decisión correcta:

La mejor solución para la mitigación de armónicos depende de la naturaleza de la carga y de la demanda de potencia de los equipos conectados en un entorno industrial. Los factores de selección que tener en cuenta son:
  • Compactibilidad o espacio total requerido
  • Facilidad de funcionamiento
  • Mitigación de armónicos eficaz
  • Eficiencia energética
  • Rendimiento económico y buena relación calidad-precio
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