GUÍA DE APLICACIÓN PARA LA DETECCIÓN DE ARMÓNICOS Y SU ELIMINACIÓN. CUMPLIMIENTO DE UNE 61000

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1 GUÍA DE APLICACIÓN PARA LA DETECCIÓN DE ARMÓNICOS Y SU ELIMINACIÓN. CUMPLIMIENTO DE UNE Victoria Abad San Martín, Jesús Sagredo González Escuela Politécnica Superior. Universidad de Burgos Avda Gral Vigón s/n Burgos, España Resumen El trabajo que se está realizando consiste en la elaboración de una guía de aplicación de normativa sobre armónicos que comprende los siguientes documentos: nociones básicas, vocabulario, normativa, procedimientos y ejemplos de aplicación. para la determinación de los niveles de distorsión armónica en las instalaciones, comprobación del cumplimiento de la normativa actual y sugerir posibles soluciones que puedan tomarse. Aplicando esta guía individualmente a cada consumidor y controlando las condiciones de resonancia para todo el sistema se pueden asegurar los límites de distorsión en tensión y la creación de problemas a consumidores próximos que marca la normativa aplicable. Palabras clave: Armónicos, Reglamentación, Instalaciones eléctricas. 1. Introducción Tras un estudio sobre niveles de armónicos que hemos realizado en distintas empresas e instituciones hemos adquirido cierta experiencia en el modo de operación de medida de armónicos ante distintos tipos de instalaciones: fabricación de baterías de automóvil, máquinasherramientas que incorporan variadores de velocidad, imprentas, vidrieras, textiles, etc.... Hemos observado que los técnicos encargados del mantenimiento de las instalaciones eléctricas, en su mayoría, desconocen la problemática de los armónicos. En algunos casos donde hubo destrucción de condensadores de compensación de reactiva una firma comercial realizaba un estudio, instalaba un equipo de filtrado y los problemas parecían resolverse, pero los encargados de mantenimiento no entendían muy bien cuál había sido la causa del problema, cómo se había solucionado y cómo podían afectar las variaciones de las instalaciones a nuevos problemas. Es cuando se pensó en elaborar procedimientos documentados que permitieran introducir a los técnicos en la problemática de los armónicos, entendiendo la naturaleza y funcionamiento de los mismos, indicándoles que problemas podían causar a sus instalaciones y receptores en particular. Asimismo, estos procedimientos muestran las posibles soluciones a esos problemas e indican la normativa que podían exigir a los fabricantes que los suministraban y que ellos mismos deben o deberán cumplir.

2 2. Descripción general de la guía de aplicación La guía de aplicación consta de los siguientes documentos: Nociones de armónicos: Documento ampliamente ilustrado para dar a conocer los aspectos básicos sobre corrientes armónicas, en qué consisten, cómo aparecen y se comportan. Descripción de la problemática de los armónicos en cada sistema eléctrico en particular. Avanzando un nivel más, se indican los efectos nocivos que causan en receptores e instalaciones. Vocabulario. Dado que es importante conocer las definiciones precisas se incluye un glosario con los términos y fórmulas relativos a instalaciones, armónicos y reglamentación (directivas, documento de armonización, normas, reglamento, THD, etc.). Normativa sobre armónicos. Para informar acerca de la normativa actual y en elaboración, tanto nacional como a nivel europeo e internacional. Obligaciones por parte del consumidor y de la compañía distribuidora y para el fabricante de maquinaria. Marcado CE. Cuando una empresa adquiera maquinaria debe exigir al fabricante que el contenido máximo de armónicos inyectados por dicha máquina no supere ciertos valores y así no afecte a su instalación. Conjunto de procedimientos. Con los procedimientos se pretende que, al aplicarlos, el técnico adquiera conocimientos sobre: Selección de los puntos de medida Métodos de medida, limitaciones y problemática Métodos de cálculo y simulación. Suposiciones que pueden hacerse Reconocer efectos de los armónicos Tener en cuenta factores que puedan afectar, como corrección del factor de potencia y modificación o ampliación de las instalaciones. Ejemplos de aplicación. Como ayuda a la cumplimentación de los procedimientos propios se suministrarán varios ya elaborados y comentados. 3. Implantación de los procedimientos En primer lugar se aplicaría un procedimiento general con una breve descripción de la empresa y de la instalación (sistema de distribución, tipología de cargas, potencias, etc.) y medición de niveles de distorsión generales. A partir de estas mediciones se determina si la empresa distribuidora y la consumidora cumplen las normativas y no existen problemas que puedan deberse a armónicos. En el caso de que el procedimiento general indique problemas o incumplimiento de normativa por parte del consumidor se aplican los otros procedimientos particulares.

3 Para ello se distinguen tres ámbitos de aplicación según la caracterización de tipos de cargas no lineales, tipología de la instalación y distintas soluciones a aplicar: 3.1. Instalaciones industriales Dentro de las mismas se hace una subdivisión dependiendo del tipo de cargas predominante, que definirá el espectro de frecuencias armónicas que aparecen. No presentarán la misma problemática una empresa que fabrique baterías de automóviles y otra que en su mayoría contenga variadores de velocidad de motores. Como característica específica se contempla el efecto en la corrección del factor de potencia y problemas de posibles resonancias. Las soluciones se dirigen hacia la modificación de cargas (variadores de mayor número de pulsos, motores diseñados para funcionar con variadores), modificación de la instalación (transformadores de aislamiento, desdoblamiento de líneas) y la utilización de filtros Instalaciones comerciales y de oficinas En este tipo de instalaciones las cargas más importantes son de tipo monofásico. El espectro de armónicos de corriente está formado principalmente por las frecuencias secuencia 0 ( triplens ) y están generalmente alimentadas por un transformador triángulo estrella con neutro accesible típico de distribución en baja tensión. Los problemas característicos son calentamiento de neutro, transformador. Las soluciones típicas son sobredimensionamiento de equipos y redistribución de cargas Instalaciones residenciales Generalmente cargas de tipo monofásico electrónicas del mismo tipo (puente de rectificación) y en fase por lo que se suman en el sistema de distribución sin apenas cancelación, pero de bastante menor potencia. Dado que es complicada la medición de cada instalación se busca el cumplimiento de la normativa por parte de los fabricantes de los electrodomésticos. Generalmente no son exportadoras de corrientes armónicas a la red y lo más importante es comprobar la distorsión de la tensión suministrada se encuentre dentro de los límites admisibles. En cada categoría de esta clasificación se elabora un procedimiento de identificación y otro de propuestas de soluciones. El primero consiste en un estudio completo y detallado de la localización y caracterización de las cargas generadoras, y su influencia sobre la instalación así como aspectos que deben de tenerse en cuenta. Estos procedimientos no incluyen un estudio económico de costo/beneficio.

4 4. Estructura de los procedimientos Los procedimientos son la descripción sistemática de los métodos operativos, que evita influencias por parte del operador. Cada procedimiento contendrá los capítulos: Objeto y campo de aplicación. El objetivo indica el fin al que se dirige la ejecución del procedimiento y el campo de aplicación el ámbito al que se restringe. Definiciones. Listado de referencias utilizadas en cada procedimiento y que se incluyen en el documento Definiciones antes citado. Normas de consulta. Listado de normas que afectan al procedimiento actual. Instrumental necesario. Lo habitual es utilizar una analizador de armónicos, cuyas características se especifican, y también multímetros de verdadero valor eficaz par obtener medidas correctas. Especificaciones. Como: Condiciones operativas. Condiciones de seguridad. Fecha y número de controles. Método. Son las operaciones, sistematizadas, a seguir, en lenguaje claro y sencillo. Incluyen posibles cálculos y fórmulas. Resultados. Se comparan los datos obtenidos con los de referencia o límites. Plantilla de medidas. Tablas y cuadros para tomar datos de una manera ordenada, incluyendo operador, fecha, instalación, etc. 4. MUESTRA DE PROCEDIMIENTO En la página siguiente se muestran partes de una página del método y algunas tablas de resultados en un procedimiento de identificación y en otro de soluciones de instalación comercial. Conclusiones

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