Efectos armónicos y sus consecuencias
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DISPARO DE PROTECCIONES
La corriente eficaz que circula por los conductores puede verse importantemente alterada con el incremento de corriente debido a los armónicos de la instalación, pudiendo llegar a superar los límites térmicos de los interruptores automáticos y haciéndolos disparar. Aunque es más improbable, la presencia de armónicos puede llegar a provocar el disparo de los interruptores automáticos por protección magnética en el caso que el factor de cresta de la onda de corriente supere el límite de estos. Es frecuente encontrar factores de cresta elevados en cargas monofásicas como ordenadores o alumbrado de descarga. Las corrientes armónicas tienen un efecto indirecto sobre el disparo de interruptores diferenciales, ya que el hecho que circulen a través de un diferencial no producirá un disparo. En cambio, sí que implicará un comportamiento de la red aguas arriba del diferencial caracterizado por una elevada impedancia frente a las corrientes armónicas, propiciando que éstas circulen por capacidades parásitas o elementos capacitivos conectados a tierra (Filtros EMC), haciendo que aumente el nivel de fuga observado por la protección diferencial y provocando disparos intempestivos.
Sobrecarga de conductores
El aumento de la corriente eficaz puede implicar que la corriente que vaya a circular por los conductores sea superior a la admisible de los mismos, siendo necesario aumentar la sección de estos, si no se había tenido en cuenta el efecto causado por las corrientes armónicas. Esta problemática puede resultar especialmente crítica para los conductores de neutro, ya que los armónicos triples (de orden impar múltiple de 3: 3, 9, 15), causados principalmente por cargas monofásicas, hacen que el retorno de las corrientes armónicas se produzca por el neutro sumándose entre ellas. Es esencial controlar el nivel de sobreintensidades en el neutro, ya que un calentamiento excesivo puede llevar a degradaciones importantes, llegando incluso a un corte del mismo si no se controla debidamente. El corte del neutro comportaría una sobretensión permanente en la red, destruyendo equipos que no estén protegidos contra esta situación.
Efecto sobre motores de inducción
Los motores de inducción verán aumentadas sus pérdidas como consecuencia del aumento de las corrientes parásitas. Adicionalmente, y en función de las secuencias de giro que inducen los campos magnéticos provocados por los armónicos en tensión, el motor puede experimentar aceleraciones (secuencia positiva), frenado (secuencia negativa), o ambos a la vez, provocando vibraciones y excentricidades que producen el desgate mecánico de sus componentes. El estudio de la desclasificación de los motores frente a la tasa de distorsión en tensión se recoge en las normas EN 60034-12 y NEMA MG1. En definitiva, los factores observados provocan una pérdida de par en el motor y una disminución de su rendimiento.
Distorsión en tensión
La distorsión en tensión es consecuencia del paso de corrientes armónicas por las impedancias que conforman los distintos elementos de distribución y alimentación de la instalación. La distorsión en tensión es especialmente relevante, pues unos niveles elevados pueden provocar malfuncionamientos de equipos en instalaciones, y por este motivo existen normativas en relación a los niveles de compatibilidad para este tipo de perturbaciones. La norma EN 50160 fija condiciones a cumplir tanto por parte del consumidor como por parte del distribuidor en el punto de acople (PCC), mientras que la norma 61000-2-4 establece unos límites máximos de distorsión para el correcto funcionamiento de diferentes tipos de cargas. En dicha norma se definen también diferentes clases de entorno. A modo de ejemplo, el límite de distorsión en tensión para la clase 1, que engloba cargas sensibles como automatismos, ordenadores, etc. se fija en un 5%. Esto significa que para valores superiores de distorsión este tipo de cargas pueden verse afectadas y operar de forma inapropiada.
