La solución puede ser de tres tipos (Standard, Soft Harmonic, High Harmonic), dependiendo del nivel de polución armónica en la red. Esta puede ser seleccionada como sigue: | Fig. 1: Red eléctrica con cargas lineales y cargas armónicas. | 1.- Acorde a la razón Gh/Sn. 1.1 Sn = 800 kVA P = 450 kW Gh = 50 kVA Gh/Sn = 6,2% Rango Standard 1.2 Sn = 800 kVA P = 300 kW Gh = 150 kVA Gh/Sn = 18,7% Rango Soft Harmonic 1.3 Sn = 800 kVA P = 100 kW Gh = 400 kVA Gh/Sn = 50% Rango High Harmonic Sn: Potencia aparente del transformador. Gh: Potencia aparente de los receptores armónicos (variadores de velocidad, convertidores estáticos, electrónica de potencia, etc.). Qc: Potencia de los equipos de compensación. U: Voltaje de la red. 2.- Acorde al porcentaje total de armónicos de corriente (THD(i)) medidos. | Fig. 2: Opciones para la compensación. | 2.1 THD(i) x S/Sn < 5% Rango Standard 2.2 5 % < THD(i) x S/Sn < 10% Rango Soft Harmonic 2.3 10 < THD(i) x S/Sn < 20% Rango High Harmonic Sn: Potencia aparente del transformador. S: Carga en KVA en el secundario del transformador a mayor porcentaje de carga posible sin los capacitares conectados. Necesidades de los clientes | Fig. 3: Banco de condensadores con filtro de rechazo. | La siguiente tabla describe las soluciones típicas usadas en varios tipos de actividades. Sin embargo, siempre es recomendable hacer las mediciones en sitio para validar la solución. Para la opción Standard y Soft Harmonic, se usarán condensadores del mismo tipo, ya que estos están diseñados para trabajar frente a estas condiciones. Para la opción High Harmony, en tanto, es necesario incluir en serie con el banco de capacitores (tipo High Harmonic) filtros de rechazo que permitan proteger los condensadores, manteniendo así la continuidad de servicio del banco instalado. Filtros de Rechazo Los filtros de rechazo (DR, detuned reactors) se diseñan para evitar alguna amplificación de los armónicos que se presentan en la red y para proteger a los condensadores. Datos técnicos Opción de sintonía La frecuencia de sintonía fr corresponde a la frecuencia de resonancia de la unión L-C. Orden de la sintonía n. Para una red de 50Hz: La frecuencia de sintonía escogida debe asegurar que el espectro de la corriente armónica esté fuera de la frecuencia de resonancia. Lo más común son sintonías a la 3,8 ó 4,3 (se usan 2,7 para armónicos de orden 3). | Fig. 4: Curva de impedancia en función de las frecuencias armónicas. | Los DR generan un sobrevoltaje en los terminales del condensador, por lo que deberán usarse condensadores de por lo menos 480V para una red de 400V. Este circuito de derivación entre el conjunto L-C y la carga absorbe los armónicos y evita que circulen por la alimentación. A esta combinación de filtro de rechazo + condensadores la llamamos comúnmente filtro pasivo. En general, el filtro pasivo se sintoniza a una orden de armónico próximo al que se quiere eliminar. Cuando se requiere una reducción importante en la tasa de distorsión sobre una serie de órdenes, se pueden utilizar más filtros conectados en paralelo. | Fig. 5: Banco de condensadores con filtro pasivo. | El uso de filtros de rechazo puede reducir la contaminación, absorbiendo parte de las corrientes armónicas generadas en la instalación eléctrica. Las mejoras son particularmente notables cuando el orden del filtro se aproxima al dominio de las frecuencias armónicas. Un filtro de rechazo sintonizado a 215 Hz absorberá más armónico de quinto orden que un filtro de 190 Hz ó 135 Hz. Si el grado de contaminación eléctrica excede los valores aquí expuestos, se requiere de otras soluciones como lo son los filtros activos y los filtros híbridos. |