Selección de filtro armónico: Potencia y eficiencia en la calidad eléctrica
En un mundo donde la calidad de la energía eléctrica es fundamental para el correcto funcionamiento de la industria y la tecnología, la selección de filtros armónicos se convierte en una tarea crucial. Los armónicos, esas distorsiones que pueden surgir en nuestras redes eléctricas, no solo afectan la eficiencia de los equipos, sino que también impactan en la durabilidad y el rendimiento de nuestras instalaciones. En este artículo, exploraremos qué son los filtros armónicos, cómo seleccionarlos adecuadamente y por qué su implementación puede revolucionar la manera en que gestionamos la energía en nuestras empresas. ¡No te quedes atrás y descubre cómo mejorar la calidad eléctrica de tus sistemas!
¿Alguna vez te has preguntado cómo mejorar la calidad de la energía eléctrica en tu hogar u oficina? ¡Pues estás en el lugar correcto! En este artículo te contaremos todo sobre la selección de filtro armónico, una solución efectiva y sencilla para asegurar un suministro eléctrico estable y sin perturbaciones. Descubre cómo estos dispositivos pueden proteger tus equipos eléctricos y mejorar la eficiencia energética. ¡No te lo pierdas!
Aunque todos los órdenes de armónicos son dañinos para un sistema de energía eléctrica, los armónicos de quinto y séptimo orden son dañinos para las redes eléctricas. Una de las soluciones para mitigar estos armónicos de bajo orden es instalar filtros de armónicos. Discutiremos en detalle los criterios para la selección del filtro armónico.
Los filtros armónicos se pueden clasificar en tres categorías, es decir, filtros pasivos, filtros activos y filtros híbridos. El filtro pasivo tiene componentes pasivos como una resistencia, un inductor y un condensador. El filtro activo está diseñado utilizando dispositivos semiconductores como IGBT.
Los filtros híbridos son básicamente una combinación de filtros activos y pasivos. Para la rentabilidad de la instalación, los filtros híbridos se utilizan para mitigar los armónicos de orden inferior utilizando los filtros pasivos y los armónicos de orden superior utilizando los filtros activos. Una combinación de filtros activos y pasivos se conoce como filtro híbrido.
Los filtros pasivos se pueden clasificar en filtros sintonizados y desafinados. La frecuencia de los 5el y 7el el orden de los armónicos es de 250 y 350 Hz respectivamente. Los filtros pasivos se utilizan generalmente para la mitigación de 5el y armónicos de séptimo orden porque la magnitud de la corriente de los armónicos de orden inferior es mayor que la magnitud de la corriente de los armónicos de orden superior.
Filtro armónico sintonizado Selección
Un filtro sintonizado funciona según el principio de proporcionar la ruta de menor impedancia para una o dos frecuencias armónicas y tiene una frecuencia de sintonización que se encuentra dentro del +/- 10 % de la frecuencia armónica que se va a filtrar. Los filtros sintonizados de un orden particular de armónicos transportan más corriente armónica ya que ofrecen baja impedancia a los armónicos dominantes.
Por lo tanto, el diseño del filtro sintonizado debe realizarse con cuidado. El filtro sintonizado se forma con una combinación de inductancia y capacitancia, por lo que son más voluminosos en comparación con el filtro desafinado y el filtro activo.
Los filtros sintonizados se pueden instalar solo después de realizar un estudio detallado de armónicos. Intrínsecamente, los filtros sintonizados no se adaptan fácilmente a los cambios en la configuración de la red eléctrica y su eficiencia suele verse alterada cuando cambia la configuración de la red.
>Cada vez que se agregan nuevas cargas no lineales a la red después de la instalación de los filtros, nuevamente se requiere realizar estudios de armónicos. Se deben usar varios filtros sintonizados en paralelo si se va a filtrar más de una frecuencia armónica. La frecuencia de resonancia propia está relacionada con el factor de sintonía, que se define como la relación entre la reactancia inductiva y la capacitiva del filtro expresada como porcentaje.
El gran problema de los filtros sintonizados es que si la reactancia inductiva de la red eléctrica es igual a la reactancia capacitiva del sistema se produce el fenómeno de resonancia. El fenómeno de resonancia puede provocar el fallo de los condensadores correctores del factor de potencia.
Selección de filtro armónico desafinado
Para resolver este problema de resonancia, el filtro se desafina deliberadamente para un orden particular de armónicos. Por ejemplo, el filtro para 5el La corriente de armónicos de orden está diseñada para una frecuencia inferior a 250 Hz. Con la desafinación, un porcentaje de la corriente armónica permanece sin filtrar, pero se puede evitar la resonancia.
>El factor de sintonía se puede dar a los filtros sintonizados para evitar el problema de resonancia. El factor de sintonía y la frecuencia de sintonía del filtro armónico vienen dados por las siguientes expresiones:
Factor de sintonía, p (%)
=[(Inductive reactance) / ((Capacitive reactance)] x100
= (XL/XC)*100
Frecuencia de sintonización del filtro,
Fr=Fs/√0.01p Hz (P es en porcentaje)
Para 5 % de desafinación Fr=50/√ 0,05 = 224 Hz
donde fs = Frecuencia fundamental del sistema
Frecuencia de filtro con desafinación
Factor de desafinación (%)
Frecuencia de filtro (Hz)
5
224
7
189
8
177
14
134
Filtro armónico activo
La tecnología PWM INVERTER es el componente básico de un filtro armónico activo. Los filtros activos son filtros armónicos de nueva generación que utilizan tecnologías y dispositivos modernos para proporcionar soluciones de filtrado revolucionarias.
El filtro activo produce el espectro de corrientes armónicas en oposición de fase al producido por las cargas no lineales, y estas corrientes armónicas generadas por los filtros activos se inyectan en el sistema en tiempo real para garantizar la cancelación efectiva de todos los armónicos presentes en el red.
>Además de cancelar la corriente armónica, un filtro activo también es capaz de mejorar el factor de potencia al proporcionar potencia reactiva capacitiva e inductiva de manera continua. Actualmente, los filtros activos son las soluciones tecnológicamente más avanzadas disponibles para el filtrado de armónicos.
El filtro activo utiliza una CPU para detectar el orden y la magnitud de los armónicos presentes en la red y genera un espectro de corriente armónica en oposición de fase al espectro medido.
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Selección de Filtro Armónico: Potencia y Eficiencia en la Calidad Eléctrica
En un mundo donde la calidad de la energía eléctrica es fundamental para el correcto funcionamiento de la industria y la tecnología, la selección de filtros armónicos se convierte en una tarea crucial.
¿Qué Son los Filtros Armónicos?
Los armónicos son distorsiones en la corriente que pueden afectar la eficiencia y durabilidad de los equipos eléctricos. Al implementar filtros armónicos, se puede mitigar el impacto de estas distorsiones. Existen diversos tipos de filtros armónicos, incluyendo filtros pasivos, activos y híbridos.
Tipos de Filtros Armónicos
Filtros Pasivos
Estos filtros contienen componentes como resistencias, inductores y capacitores. Se clasifican en:
- Filtros Sintonizados: Diseñados para proporcionar una ruta de baja impedancia a frecuencias específicas, típicamente para los armónicos de quinto y séptimo orden.
- Filtros Desafinados: Diseñados para evitar la resonancia, permitiendo filtrar un porcentaje de la corriente armónica.
Filtros Activos
Utilizan componentes semiconductores, como transistores IGBT, para eliminar armónicos en tiempo real. Son altamente eficientes y adaptables a cambios en la carga del sistema.
Filtros Híbridos
Combinan características de filtros pasivos y activos, permitiendo mitigar armónicos de diferentes órdenes de manera más eficiente y rentable.
Criterios para la Selección de Filtros Armónicos
Al elegir un filtro armónico, considera los siguientes aspectos:
- Tipo de carga: Identifica si la carga es lineal o no lineal.
- Orden de armónicos: Determina los armónicos predominantes (ej. 5º y 7º).
- Tamaño del sistema: Evalúa la capacidad del sistema eléctrico donde se instalará el filtro.
- Costo y eficiencia: Analiza la relación costo-eficiencia de cada tipo de filtro.
Beneficios de la Implementación de Filtros Armónicos
La instalación de filtros armónicos puede:
- Mejorar la calidad de la energía eléctrica.
- Aumentar la vida útil de los equipos.
- Reducir costos de energía a largo plazo.
- Minimizar interrupciones en el funcionamiento del sistema.
Preguntas Frecuentes (FAQs)
¿Qué tipos de armónicos son más perjudiciales?
Los armónicos de quinto y séptimo orden son los más dañinos, ya que pueden causar sobrecalentamiento y mal funcionamiento en los equipos eléctricos.
¿Cómo se determina el tamaño adecuado del filtro armónico?
El tamaño del filtro se determina a través de un estudio de armónicos detallado que evalúa los niveles de distorsión y las cargas conectadas al sistema eléctrico.
¿Pueden coexistir diferentes tipos de filtros en un mismo sistema?
Sí, es común utilizar una combinación de filtros pasivos y activos, aumentando la eficiencia y eficacia en la mitigación de armónicos diversos.
¿Qué mantenimiento requieren los filtros armónicos?
Los filtros necesitan un mantenimiento regular para asegurar su correcto funcionamiento, especialmente los pasivos, que pueden sufrir deterioro con el tiempo.
Tortosa: ¡Qué coincidencia, también tuve una experiencia similar! Cuando me di cuenta de que mis equipos estaban fallando más de lo normal, decidí investigar y al final opté por instalar un filtro armónico. La mejora fue increíble, no solo en la reducción del ruido, sino que mis máquinas ahora trabajan más suavemente. Siento que al final he ahorrado más dinero en reparaciones y el rendimiento de mis equipos es mucho mejor. ¡Definitivamente es una inversión que vale la pena!
Upiljilamy: ¡Totalmente de acuerdo, Luis Adolfo! Yo también pasé por algo similar cuando decidí añadir un filtro armónico en mi taller. La diferencia fue notable, no solo en el zumbido, sino también en la durabilidad de las herramientas. Antes, estaban siempre fallando por la mala calidad de la energía. Desde que hice esa inversión, todo ha mejorado. ¡Es un cambio que se siente!
¡Muy interesante el artículo, me ha hecho reflexionar sobre la importancia de una buena selección de filtros armónicos! Recuerdo cuando instalé uno en mi negocio y, la verdad, noté una gran diferencia en la calidad de la energía. Ya no tenía ese molesto zumbido en los equipos y la factura de electricidad se mantuvo más baja. Definitivamente vale la pena invertir en esto si tienen problemas de armónicos.