¿Qué son los Armónicos? | ¿Que es la Tasa de Distorsión Armónica (THD)? | Tipos + Problemas + Soluciones + Equipos que producen Armónicos
1. ¿Qué son los Armónicos?
La malformación de la corriente eléctrica originada por equipos electrónicos (no lineal, es decir, de una forma no continua en el tiempo), provoca que la forma de onda senoidal de la corriente eléctrica se distorsione. Esta distorsión se puede descomponer en diferentes componentes, conocidas como armónicos.
2. ¿Que es la Tasa de Distorsión Armónica (THD)?
La mayor o menor presencia de armónicos se mide con una magnitud conocida como Tasa de Distorsión Armónica (THD).
3. Tipos de Armónicos
Los armónicos tienen una frecuencia que es múltiplo (2, 3, 4, 5, … n) de la frecuencia fundamental (50 ó 60 Hz. en las redes eléctricas). El número “n” determina el rango de la componente armónica. Ejemplo: para una frecuencia fundamental de 50 Hz. el armónico de rango 5 presentará una frecuencia de 250 Hz. Los armónicos de rango par (2, 4, 6, 8…) no suelen estudiarse en los entornos industriales porque se anulan gracias a la simetría de la señal alterna. Sólo se tienen en cuenta en presencia de una componente continua. Por contra, las cargas no lineales monofásicas tienen un espectro rico en componentes armónicas de rango impar (3, 5, 7, 9…), algo que también sucede en las cargas trifásicas conectadas en triángulo, salvo porque estas últimas no tienen componentes de rango 3.
4. ¿Qué equipos producen los Armónicos?
Toda aquella electrónica de potencia provoca, a priori, armónicos como pueden ser fuentes de alimentación, sistemas de alimentación ininterrumpida (SAI), variadores de velocidad de motores, reactancias de arranque de alumbrado fluorescente, convertidores de potencia, ordenadores, cargadores de baterías…
5. Problemas que producen los Armónicos en las instalaciones eléctricas
- Sobrecalentamientos en los conductores especialmente en el neutro de las instalaciones.
- Disparos intempestivos de Interruptores Automáticos y Diferenciales.
- Disminución del factor de potencia de una instalación y envejecimiento e incluso destrucción de las baterías de condensadores utilizadas para su corrección debido a fenómenos de resonancia y amplificación.
- Vibraciones en cuadros eléctricos y acoplamientos en redes de telefonía y de datos.
- Deterioro de la forma de onda de la tensión, y consiguiente malfuncionamiento de los aparatos eléctricos.
- Calentamientos, degradaciones en los aislamientos, embalamientos y frenados en motores asíncronos.
- Sobrecalentamiento de los transformadores.
6. ¿Cómo detectar la presencia de armónicos en la instalación eléctrica?
Además de la propia observación de los efectos causados y la experiencia de los técnicos de mantenimiento, podemos recurrir a instrumentos tales como osciloscopios, multímetros y pinzas de verdadero valor eficaz (TMRS), analizadores de redes eléctricas...
7. Soluciones para evitar los efectos armónicos
- Sobredimensionamiento de conductores y pletinas. Utilización de un neutro para cada fase.
- Utilización de transformadores de aislamiento de estrella-triángulo, con secundario en zig-zag o con doble secundario.
- Filtros pasivos como las impedancias antiarmónicas. Las medidas correctoras deben instalarse lo más próximas posible a las cargas generadoras de los armónicos.
- Utilización de diferenciales “superinmunizados”.
- Separación de los elementos no lineales de las “cargas limpias” en una instalación eléctrica.
