Las corrientes armónicas circulan libremente por las redes de distribución, dado que no hay generación diferente de la frecuencia fundamental. La magnitud de estas corrientes armónicas se limita exclusivamente por la topología de la red de distribución y sus componentes.

En las instalaciones industriales con cargas eléctricas que incorporan armónicas de corriente a la red, la costumbre es realizar la compensación armónica con filtros centralizados en la barra de distribución principal, por ejemplo, de manera que se logra una única compensación en toda la red. Generalmente, se realiza de esta forma en las plantas mineras.

Hay razones fundadas en esta disposición, las que pueden ser: aprovechar la concentración de equipos principales en la sala eléctrica, centralización de equipos en la misma sala, etc. Sin embargo, hay ocasiones donde parece mucho más razonable realizar compensaciones locales de armónicos, disponiendo filtros armónicos activos en las inmediaciones de las cargas que producen estas contaminaciones armónicas.

Es normal encontrar instalaciones industriales donde se concentra la compensación armónica en las barras principales del sistema de distribución.

La razón de este esquema es que, a nivel de ingeniería tradicional, se realizan flujos de carga de armónicos en la red de distribución y se determina los niveles de contaminación armónica que inciden en las barras principales, valores de distorsión armónica que serán utilizados en la determinación del banco de filtros a instalar en las mismas barras. Las ventajas de esta centralización corresponden, entre otros, a los siguientes aspectos:

a) Se puede disponer todos los elementos del filtro armónico en un solo lugar.

b) Hay medición centralizada de la operación del filtro armónico.

c) Se requiere un único interruptor general para conectar/desconectar el filtro.


Sin embargo, algunos problemas de esta concentración corresponden a los siguientes aspectos:

a) Hay un único gran filtro armónico que presenta una impedancia variable en función de las corrientes armónicas que concurren a dichas barras.

b) La ausencia de este filtro (por ejemplo, por operación de interruptores) produce la ausencia de compensación armónica de toda la red.

c) Las armónicas de corriente pueden ser generadas en puntos remotos de la barra principal. Por lo tanto, circularán libremente por la red, siendo limitadas solamente por la topología de la red de distribución y por los elementos que la constituyan.

d) La libre circulación de las corrientes armónicas por la red producen muchos puntos resonantes en muchos nodos.

e) Mitigar grandes corrientes armónicas resulta más complejo que atacar a corrientes armónicas más pequeñas. Los costos de los equipos de compensación armónica podrían ser muy elevados.

f) En instalaciones localizadas en altura (caso típico de mineras), la limitante de espacio y el derating de los equipos incide fuertemente en los costos de disposición de estos filtros de gran tamaño (ver figura 1).

La idea básica de este concepto es que se debe mitigar los efectos armónicos lo más cercano al lugar de inyección de las corrientes armónicas, es decir, inmediatos a las cargas no lineales que producen estas corrientes armónicas.

Sus ventajas se listan a continuación:

a) Al ser mitigadas de forma local, no hay corrientes armónicas circulando por la red de distribución.

b) Se evita resonancias en barras del sistema, excepto las resonancias naturales de la red.

c) En general, los gabinetes y protecciones de los filtros armónicos cercanos a las fuentes armónicas serán más económicas que el caso de la compensación centralizada.

d) Al ser de menor tamaño, las pérdidas a disipar probablemente sean menores y por ello, se requerirá menor capacidad de refrigeración.

e) Los tamaños de las barras, interruptores y transformadores de corriente serán menores que en el caso centralizado.

f) La ausencia de alguno de estos filtros no produce, en general, ausencia de compensación armónica en toda la red.

g) La aplicación de filtros armónicos activos cerca de las fuentes armónicas permite aprovechar de mejor manera las capacidades de cada filtro, al permitir una compensación más ajustada a las inyecciones (ver figura 2).


Finalmente, la ubicación de los filtros armónicos será una decisión de la ingeniería de proyectos, que pasa por una valorización económica desde el punto de vista de las pérdidas por circulación de corrientes de frecuencia no fundamental por el sistema de distribución versus los costos de instalación de los equipamientos.

La aplicación de filtros activos minimiza la aparición de corrientes armónicas, evita resonancias en las barras del sistema de distribución y permite realizar análisis más sencillos en la red de distribución, dado que se obvia la topología del sistema y sus diferentes escenarios, que sí deben ser tomados en cuenta cuando se determinan filtros armónicos pasivos.