Solución de la distorsión armónica con filtros armónicos activos: un estudio de caso

En los sistemas eléctricos modernos, el creciente uso de dispositivos electrónicos de potencia, como variadores de frecuencia (VFD), hornos de arco y fuentes de alimentación conmutadas, ha provocado un aumento de los niveles de distorsión armónica. Estos armónicos pueden afectar gravemente el funcionamiento del sistema, causando sobrecalentamiento, disparo de interruptores automáticos y una reducción de la eficiencia energética.

En YT Electric Afrontamos estos desafíos de frente al implementar Filtros armónicos activos (AHF) para garantizar el cumplimiento de Normas IEEE 519 y mejorar la calidad general de la energía. Este caso práctico explora cómo los AHF nos ayudaron a reducir los niveles de distorsión armónica, optimizar la distribución de energía y lograr ahorros energéticos significativos.

El problema:

Nuestras instalaciones, que dependen en gran medida de cargas no lineales, como hornos de arco y fuentes de alimentación, experimentaron:

• Alta distorsión armónica total (THD): Superar los límites IEEE 519, lo que genera incertidumbre de voltaje.
• Disparos frecuentes de disyuntores: Provocando tiempos de inactividad no planificados e interrumpiendo el funcionamiento del sistema.
• Sobrecalentamiento de componentes: Los transformadores, cables y otros sistemas eléctricos se sobrecalentaban debido a las corrientes armónicas.
• Factor de potencia pobre: El bajo factor de potencia resultó en sanciones por parte del proveedor de servicios públicos.
• Problemas de potencia reactiva: Distribución ineficiente de energía y aumento de los costos energéticos.

Necesitábamos una solución para mitigar los armónicos y mejorar la calidad de la energía sin comprometer la confiabilidad del sistema.

¿Por qué utilizar filtros armónicos activos (AHF)?

Después de evaluar varios métodos de compensación armónica, elegimos los AHF por su:

• Compensación armónica dinámica: Los AHF detectan y cancelan armónicos en tiempo real, garantizando energía limpia.
• Amplio rango de frecuencia: Abordan armónicos del 2º al 50º orden, cubriendo un amplio espectro.
• Corrección del factor de potencia: Los AHF mejoran el factor de potencia, reduciendo la potencia reactiva y los costos de energía.
• Cumplimiento de la norma IEEE 519: Los AHF ayudan a mantener los niveles de distorsión armónica dentro de límites permisibles.

Implementación:

• Análisis de la calidad de la energía: Realizamos una evaluación detallada de nuestros sistemas eléctricos para identificar fuentes armónicas y medir THD.
• Diseño del sistema: Tras el análisis, instalamos estratégicamente unidades AHF en puntos clave dentro de la red de distribución de energía para apuntar eficazmente a las fuentes armónicas.
• Integración: Los AHF se incorporaron sin problemas a nuestra infraestructura existente, lo que garantizó una interrupción mínima de las operaciones en curso del sistema.
• Pruebas y calibración: Ajustamos los AHF para garantizar un rendimiento óptimo y el cumplimiento de los estándares IEEE 519.

Resultados:

La implementación de los AHF arrojó resultados notables:

• Distorsión armónica reducida: Los niveles de THD se redujeron a los límites IEEE 519, lo que garantiza un funcionamiento estable del sistema.
• Factor de potencia mejorado: Se logró un factor de potencia cercano a la unidad, eliminando penalizaciones y reduciendo los costos de energía.
• Mayor eficiencia energética: Reducción de las pérdidas de energía en un 20%, lo que supone un importante ahorro de costes.
• Mayor vida útil del equipo: Elimina el sobrecalentamiento, alargando la vida de transformadores, cables y disyuntores.
• Distribución de energía confiable: Minimiza el disparo de interruptores y los tiempos de inactividad, mejorando la continuidad operativa.

Filtros armónicos activos (AHF) Resultó ser un punto de inflexión para nuestras instalaciones. Al abordar la distorsión armónica en su origen, no solo mejoramos la calidad de la energía, sino que también logramos ahorros significativos en costos y eficiencia operativa. Si tiene problemas con armónicos, los AHF son una solución confiable y escalable que vale la pena considerar.