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Corrientes armónicas de secuencia cero:
Peligro sin control
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Resonancia de un Banco de Condensadores.

Cada día utilizamos más ampolletas de alta eficiencia, así como otros aparatos y equipos electrónicos que nos facilitan la vida. No obstante, existe un gran riesgo que no se ha considerado, pero que fue advertido por la autoridad competente hace mucho tiempo. Este peligro consiste en que este tipo de tecnología (conocida como “cargas eléctricas no lineales”) se caracteriza por “ensuciar” las redes eléctricas de Baja Tensión, lo que trae como consecuencia un altísimo riesgo de fallas y accidentes eléctricos que, en más de alguna oportunidad, ha sido el origen de fallas graves o siniestros que han terminado en tragedia.

Las cargas no lineales son la principal fuente de contaminación armónica de las redes, y en particular las cargas no lineales de Baja Tensión tienen un grado de distorsión muy alto, lo que genera los siguientes problemas y riesgos en una instalación domiciliaria o comercial:

Riesgo de resonancia: La resonancia es un evento electromagnético que deriva en un cortocircuito o sobrevoltaje que no es captado por las protecciones convencionales y que destruye el sistema y los equipos conectados a él.

Sobrecalentamiento de cables: La circulación de corrientes de alta frecuencia (armónicas) aumenta considerablemente la temperatura de operación de los cables. Recordemos que los circuitos están diseñados para corrientes que oscilan a 50 Hz, pero las armónicas son múltiplos enteros de esa frecuencia (150 Hz, 250 Hz, etc.).

Corrientes de neutro: Las armónicas de secuencia cero (su nombre se debe a que se propagan por el neutro de la instalación) generan altas corrientes de retorno, lo que pone en peligro la operación del sistema y la integridad física de las personas. Consideremos que la presencia de corriente en el neutro fue el motivo que gatilló el uso de protecciones diferenciales en los circuitos. Es hora de hacer algo para evitar esta nueva propagación de corriente.

Sobreconsumo: La circulación de corrientes adicionales a la corriente fundamental implica un mayor consumo del sistema, lo que trae como consecuencia mayores pérdidas. Evitar la presencia y propagación de corrientes armónicas ayudará a disminuir el consumo de energía.

Es preciso aclarar que no debemos alarmarnos por esta característica de los dispositivos electrónicos o de las luminarias, pues es normal que operen así. La verdadera preocupación debe estar en verificar que nuestros circuitos eléctricos estén adecuadamente protegidos contra estos fenómenos, presentes en el uso domiciliario y comercial (tiendas, hoteles, clínicas, centros comerciales, edificios inteligentes, letreros luminosos, entre otros).

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Oscilografía de la Corriente distorsionada de una ampolleta LED.

Hace años que existen en el mercado las protecciones residuales de armónicas de secuencia cero. Este tipo de armónicas se propagan por el cable de neutro de los circuitos y son las más dañinas en los sistemas de Baja Tensión. Lamentablemente, no se exige ni se recomienda instalar estos dispositivos en los tableros de alumbrado, siendo que, haciéndolo, se podrían evitar fallas comunes en dichos circuitos, incluso mejorar la vida útil de las mismas ampolletas. Este puede ser un llamado de atención a las autoridades fiscalizadoras, que deben fomentar la incorporación de protecciones adecuadas a estos fenómenos, sobre todo si éstos están reconocidos a nivel mundial y son considerados dentro de nuestra ley eléctrica vigente.

En este sentido, ponemos en alerta a las Empresas Aseguradoras, ya que son las que suelen pagar la cuenta de estos accidentes: no basta sólo con exigir los planos eléctricos actualizados y firmados, sino que también se debe exigir el cumplimiento de las normas técnicas que son parte integral de la ley eléctrica y que exige niveles de atenuación de distorsión armónica bajo un 5% en corriente y bajo un 8% en voltaje, sobre todo si ya conocen los riesgos de accidente que significa el no cumplir con estas recomendaciones.

La práctica de incorporar protecciones (existe una amplia gama de alternativas muy económicas en el mercado) que eviten la propagación de armónicos de secuencia cero, ayudará bastante a disminuir las fallas y los siniestros eléctricos que, si no hacemos algo al respecto, seguirán en aumento.

Más arriba se muestra una simple aplicación del uso de un dispositivo de protección para corrientes armónicas residuales en un circuito de Alumbrado y de computación (ver Gráfica 1).

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Gráfica 1.

Para evitar la propagación de las armónicas (flechas rojas), existen dispositivos muy simples de instalar y de muy bajo costo (hay más de 4 marcas hoy presentes en nuestro país). Esta es una muy buena alternativa de protección residual de armónicas de secuencia cero. Consiste en instalar dicha protección en paralelo al circuito de alumbrado, tal como lo indica el diagrama unilineal siguiente (ver Gráfica 2).

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Gráfica 2.

Esta protección debe ser de una potencia igual al 50% de la potencia del circuito de alumbrado. De esta forma, las armónicas de secuencia cero quedan atrapadas entre el dispositivo y las cargas, lo que evita la propagación de las corrientes por el neutro, y las ya conocidas consecuencias.

atar5.jpg (2465 bytes) Por José Eduardo Muñoz,
Gerente Comercial de ATAR Chile.
www.atar.cl
Julio 2010
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Comentarios acerca de este artículo
Paul Gálvez USM (09/12/2015)
Estimados,
Existen bastantes estudios sobre armónicas en redes eléctricas y por ende bastante información publicada.
Es por este motivo que agradecería que publicarán por este medio algo novedoso e interesante y no un simple copy page.

Atte.
P.G.F.
javier mtz IIDERCOM (03/03/2011)
soy electrcista y me salio un trabajo de estos y tu mensaje me ayuda de mucho gracias muy bueno hojala pudiera tener una charla contigo
Cristián Guevara Vicuña E3: Expertos Eficiencia Energética (15/07/2010)
Estimados:

- saludos cordiales

- una vez más, se aprecia que la dictación de leyes y decretos orientados por intereses de ciertos grupos o empresas tienen efectos a corto y largo plazo.
- ya decía el filósofo: "las premuras pasan y las embarradas quedan..."
- cuando se decidió, por presión de una importante distribuidora de energía eléctrica de Santiago, aumentar el factor de potencia promedio mensual de 0,85 a 0,93, fue el festival del condensador, y hoy se aprecian los efectos de resonancias, sobretensiones, oscilaciones y perturbaciones, por la instalación de muchas unidades, y su interacción con elementos no lineales.
- actualmente está en el congreso una ley que prohibirá las ampolletas de filamento, porque a algunos parlamentarios se les ha metido en la cabeza, previo trabajo de los fabricantes, que se debe privilegiar las ampolletas "eficientes" del tipo descarga. Otra vez, por privilegiar intereses de ciertos sectores económicos tendremos el festival del armónico y sus efectos en las redes de distribución.
- para los especialistas, este "festival" se aprecia también como grandes oportunidades de trabajo.....

Atte.-
CGV
CARLOS ALVAREZ Ingeniero (15/07/2010)
Los valores de atenuación informados en este articulo son muy ideales. El Decreto 327, que es quien regula la distorción es un bastane superior a lo informado.
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