ARMÓNICOS MITIGACIÓN Y NORMATIVA. FILTROS ARMÓNICOS: FILTROS ACTIVOS IIIIII 1er Ord 2do Ord 3er Ord.
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ARMÓNICOS
MITIGACIÓN Y NORMATIVA
MITIGACIÓN Y NORMATIVA
FILTROS ARMÓNICOS:
FILTROS ACTIVOS
I II III
1er Ord
2do Ord
3er Ord
MITIGACIÓN Y NORMATIVA
EL TRANSFORMADOR COMO ELEMENTO MITIGADOR
M
M
h = 11, 13, 23, 25, ...
Ih h = 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23, 25, ...
MITIGACIÓN Y NORMATIVA
DISEÑO DE FILTROS:Cuando se sintoniza el condensador con el reactor:
La reactancia será:
nn
CCnLnLn X
h
XXXhX 1
1
1
111 C
LXXX CLn
11
02
1
CLfhf nn
1
1
1100
1
L
Cnn X
X
CLf
fh
21
1n
CL h
XX
MITIGACIÓN Y NORMATIVA
DISEÑO DE FILTROS:El condensador deberá soportar los picos de tensión:
Y un valor rms de tensión:
La potencia reactiva absorbida por el reactor y por el condensador:
CnCnCCCnCC IXIXVVV 111
1
2
hChLLCrms VV
1
2
1
2
1 h L
Lh
hLhL
hLhLhL hX
VIhXIVQ
1
2
11
2
11
1
h L
Lh
h L
Lh
L
L
V
V
hI
Ih
Q
Q
2
1 11
2Ch
h h ChCh
CChChC V
X
hI
h
XIVQ
2
111
2
11
1
C
Ch
hh C
Ch
C
C
I
I
hV
Vh
Q
Q
MITIGACIÓN Y NORMATIVA
FILTRO SERIE SINTONIZADO:
Determinar la potencia reactiva requerida QC, MVAr
La reactancia será:
Al orden armónico hn, el reactor será:
y la resistencia:
La reactancia característica será:
CC Q
kVX
2
2n
CL h
XX
Q
XR n
C
LXXXXX CLCnLnn
MITIGACIÓN Y NORMATIVA
FILTRO SERIE SINTONIZADO:
La potencia del filtro:
La impedancia del filtro a cualquier armónico:
La tensión a bornes del condensador:
Cn
n
Cn
n
n
CC
LCfiltro Q
h
h
X
kV
h
h
h
XX
kV
XX
kVQ .
1.
1 2
22
2
2
2
22
h
XhXjRhZ C
LF )(
h
XhXRhZ C
LF2)(
112
2
1
1
1
1
11
1
1
1
n
n
L
C
L
C
CL
C
barra
C
h
h
X
XX
X
XXj
jX
V
V
MITIGACIÓN Y NORMATIVA
FILTRO SERIE SINTONIZADO:
La tensión a bornes del condensador:
VC1, es la componente fundamental de la tensión a bornes del condensador
Vbarra1, es la componente fundamental de la tensión en la barra
VCn, es la tensión en el condensador a la frecuencia de sintonía
Vbarran, es la tensión en la barra a la frecuencia de sintonía
Xn, es la reactancia característica del filtro:
Q, es el factor de calidad del filtro definido como
jQR
Xj
XXjR
jX
V
V n
CnLn
Cn
barran
Cn
1111 / CLCnLnn XXCLXXX
R
XQ n
MITIGACIÓN Y NORMATIVA
LÍMITES DE DISTORSIÓN ARMÓNICA EN TENSIÓN
IEEE (ANSI/IEEE 519):
Tensión de barra en el punto de acoplamiento común
Vh individual % THDV %
Menos de 69 kV 3,0 5,0
69 kV ≤ Tensión < 161 kV 1,5 2,5
Más de 161 kV 1 1,5
MITIGACIÓN Y NORMATIVA
LÍMITES DE DISTORSIÓN ARMÓNICA EN TENSIÓN
IEC (IEC 61000-2-2), baja tensión Servicio Público:Armónicos Impares
Armónicos Pares Armónicos Múltiplos de 3
h % Vh h % Vh h % Vh
5 6 2 2 3 5
7 5 4 1 9 1,5
11 3,5 6 0,5 15 0,3
13 3 8 0,5 ≥21 0,2
17 2 10 0,5
19 1,5 ≥12 0,2
23 1,5
25 1,5
≥29 x
THDV ≤ 8 % para todos los armónicos hasta el 40
X= 0,2 + 12,5/h;Para h= 29, 31, 35, 37;Vh = 0, 63; 0,60;
0,56; 0,54 %
MITIGACIÓN Y NORMATIVA
LÍMITES DE DISTORSIÓN ARMÓNICA EN TENSIÓN
IEC (IEC 61000-2-4), Plantas Industriales:
–El THDV ≤ 8 % para clase 2 y THDV ≤ 10 % para clase 3
–La clase 2 se aplica a los PCC y a los IPC en entornos industriales en general
–La clase 3 se aplica solamente a los IPC en ambientes industriales
–PCC es el punto de acoplamiento común e IPC es el punto de acoplamiento en planta
MITIGACIÓN Y NORMATIVA
LÍMITES DE DISTORSIÓN ARMÓNICA EN TENSIÓN
IEC (IEC 61000-2-4), Plantas Industriales, Clase 2:
Armónicos Impares Armónicos Pares Armónicos Múltiplos de 3
H % Vh h % Vh h % Vh
5 6 2 2 3 5
7 5 4 1 9 1,5
11 3,5 6 0,5 15 0,3
13 3 8 0,5 ≥21 0,2
17 2 10 0,5
19 1,5 ≥12 0,2
23 1,5
25 1,5
≥29 x
x = 0,2 + 12,5/h. Para h = 29, 31, 35, 37, Vh = 0,63;0,60;0,56;0,54
%
MITIGACIÓN Y NORMATIVA
LÍMITES DE DISTORSIÓN ARMÓNICA EN TENSIÓN
IEC (IEC 61000-2-4), Plantas Industriales, Clase 3:
Armónicos Impares Armónicos Pares Armónicos Múltiplos de 3
H % Vh h % Vh h % Vh
5 8 2 3 3 6
7 7 4 1,5 9 2,5
11 5 ≥6 1 15 2
13 4,5 21 1,75
17 4 ≥27 1
19 4
23 3,5
25 3,5
≥29 y
hy /115
MITIGACIÓN Y NORMATIVA
LÍMITES DE DISTORSIÓN ARMÓNICA EN TENSIÓN
EUROPEAN NORM (EN 50160):
Suministro en baja tensión (≤ 1 kV)
Armónicos Impares Armónicos Pares Armónicos Múltiplos de 3
H % Vh h % Vh h % Vh
5 6 2 2 3 5
7 5 4 1 9 1,5
11 3,5 6…..24 0,5 15 0,5
13 3 21 0,5
17 2
19 1,5
23 1,5
25 1,5
MITIGACIÓN Y NORMATIVA
LÍMITES DE DISTORSIÓN ARMÓNICA EN TENSIÓN
EUROPEAN NORM (EN 50160):Suministro en Media Tensión (1 kV < V ≤ 35 kV)
Armónicos Impares Armónicos Pares Armónicos Múltiplos de 3
h % Vh h % Vh h % Vh
5 6 2 2 3 5*
7 5 4 1 9 1,5
11 3,5 6…..24 0,5 15 0,5
13 3 21 0,5
17 2
19 1,5
23 1,5
25 1,5
*Dependiendo del diseño de la red el valor del 3er armónico puede ser sustancialmente más bajo.THDV ≤ 8 % incluyendo todos los armónicos hasta el 40
MITIGACIÓN Y NORMATIVA
LÍMITES DE DISTORSIÓN ARMÓNICA EN TENSIÓN
ENRE (Resol 184/00):
Orden del armónico Nivel de referencia del armónico (en % respecto de la fundamental)
MT(1 kV <V< 66
kV)
AT66 kV ≤V≤
220kV
Impares no múltiplos de 3
5 6,0 2,0
7 5,0 2,0
11 3,5 1,5
13 3,0 1,5
17 2,0 1,0
19 1,5 1,0
23 1,5 0,7
25 1,5 0,7
>25 0,2+(5/h)
MITIGACIÓN Y NORMATIVA
LÍMITES DE DISTORSIÓN ARMÓNICA EN TENSIÓN
ENRE (Resol 184/00): Orden del armónico Nivel de referencia del armónico (en % respecto de la fundamental)
MT(1 kV <V< 66
kV)
AT66 kV ≤V≤
220kV
Impares múltiplos de 3
3 5,0 1,5
9 1,5 1,0
15 0,3 0,3
21 0,2 0,2
>21 0,2 0,2
Pares
2 2,0 1,5
4 1,0 1,0
6 0,5 0,5
8 0,5 0,2
10 0,5 0,2
12 0,2 0,2
>12 0,2 0,2
Tasa de Distorsión Total 8 3
MITIGACIÓN Y NORMATIVA
LÍMITES DE DISTORSIÓN ARMÓNICA EN TENSIÓN
ENRE (Resol 184/00) baja tensión :Impares no múltiplos de
3Impares múltiplos de 3 Pares
Orden del
armónico
Nivel de referencia (% de la
fundamental)
Orden del
armónico
Nivel de referencia (% de la
fundamental)
Orden del
armónico
Nivel de referencia (% de la
fundamental)
5 6,0 3 5,0 2 2,0
7 5,0 9 1,5 4 1,0
11 3,5 15 0,3 6 0,5
13 3,0 21 0,2 8 0,5
17 2,0 >21 0,2 10 0,5
19 1,5 12 0,2
23 1,5 >12 0,2
25 1,5
>25 0,2+0,5x25/h
Tasa de Distorsión Total 8 %
MITIGACIÓN Y NORMATIVA
LÍMITES DE DISTORSIÓN ARMÓNICA EN TENSIÓN
ENRE: Distorsión Penalizable de Armónicas (DPA)
TDT(k) es la tasa de distorsión total registrada en el intervalo de medición k (10 minutos).
TDT es el nivel de distorsión total de referencia definido en las Tablas anteriores.
Vi (k) es el valor de la tensión armónica i en el intervalo de medición k.
Vi es el Nivel de Referencia de la tensión armónica i definido en las Tablas anteriores.
DPAk se calcula para cada intervalo k del periodo de medición, registrándose la energía suministrada E(k) durante cada intervalo k.
Por cada DPA mayor que cero:
0 < DPAk 1 2 * DPA2k*U$S/kWh
1 < DPAk 2*U$S/kWh
40
2 i
iik V
V(k)V0,Max
3
1
TDT
TDTTDT(k)0,MaxDPA
MITIGACIÓN Y NORMATIVA
LÍMITES DE DISTORSIÓN ARMÓNICA EN CORRIENTES
IEEE (ANSI/IEEE 519):
ICC/Icarga Ih/IL, % - (120 V – 69kV)
h<11 11≤h<17
17≤h<23
23≤h<35
h≥35 TDD %
<20 4,0 2,0 1,5 0,5 0,3 5,0
20-50 7,0 3,5 2,5 1,0 0,5 8,0
50-100 10,0 4,5 4,0 1,5 0,7 12,0
100-1000 12,0 5,5 5,0 2,0 1,0 15,0
>1000 15,0 7,0 6,0 2,5 1,4 20,0
Los armónicos pares están limitados a un 25 % de los impares
No se permiten distorsiones de corrientes que resulten en una componente de DC
ICC, corriente de cortocircuito en el punto de acoplamiento común
Icarga, demanda de corriente máxima de carga en el punto de acoplamiento común
a frecuencia fundamental
MITIGACIÓN Y NORMATIVA
LÍMITES DE DISTORSIÓN ARMÓNICA EN CORRIENTES
IEEE (ANSI/IEEE 519):
ICC/Icarga Ih/IL, % - (69001 V – 161kV)
h<11 11≤h<17
17≤h<23
23≤h<35
h≥35 TDD %
<20 2,0 1,0 0,75 0,3 0,15 2,5
20-50 3,5 1,75 1,25 0,5 0,25 4,0
50-100 5,0 2,25 2,0 0,75 0,35 6,0
100-1000 6,0 2,75 2,5 1,0 0,5 7,5
>1000 7,5 3,5 3,0 1,25 0,7 10
Los armónicos pares están limitados a un 25 % de los impares
No se permiten distorsiones de corrientes que resulten en una componente de DC
ICC, corriente de cortocircuito en el punto de acoplamiento común
Icarga, demanda de corriente máxima de carga en el punto de acoplamiento común
a frecuencia fundamental
MITIGACIÓN Y NORMATIVA
LÍMITES DE DISTORSIÓN ARMÓNICA EN CORRIENTES
IEC (IEC 61000-3-2, EQUIPOS DE MENOS DE 16A):
Clase A: Equipos trifásicos balanceados, Electrodomésticos que no se incluyan en la Clase D, Herramientas no portátiles, dimmers para lámparas incandescentes, equipos de audio. Los equipos que no se incluyan en otra Clase caerán aquí.
Clase B: Herramientas portátiles, soldadoras de arco no equipadas profesionalmente. Las magnitudes son las mismas que las correspondientes a la Clase A multiplicadas por 1,5.
Clase C: Equipos de iluminación.
Clase D: Equipos de menos de 600W de los siguientes tipos: Computadoras Personales y monitores y TV.
MITIGACIÓN Y NORMATIVA
LÍMITES DE DISTORSIÓN ARMÓNICA EN CORRIENTES
IEC (IEC 61000-3-2, EQUIPOS DE MENOS DE 16A), Clase A:
Orden armónicoh
Corriente armónica máxima permisible [A]
Impares
3 2,30
5 1,14
7 0,77
9 0,40
11 0,33
13 0,21
15≤h≤39 0,15*(15/h)
Pares
2 1,08
4 0,43
6 0,30
8≤h≤40 0,23*(8/h)
MITIGACIÓN Y NORMATIVA
LÍMITES DE DISTORSIÓN ARMÓNICA EN CORRIENTES
IEC (IEC 61000-3-2, EQUIPOS DE MENOS DE 16A), Clase C:
Orden armónicoh
Corriente armónica máxima permisible expresada en por ciento de la corriente de entrada a frecuencia fundamental
[%]
2 2,0
3 30.λ*
5 10,0
7 7,0
9 5,0
11≤h≤39Solo impares
3,0
* λ es el factor de potencia del circuito
MITIGACIÓN Y NORMATIVA
LÍMITES DE DISTORSIÓN ARMÓNICA EN CORRIENTES
IEC (IEC 61000-3-2, EQUIPOS DE MENOS DE 16A), Clase D:
Orden armónicoH
Máxima corriente armónica permisible por Watt [mA/W]
Máxima corriente armónica permisible [A]
3 3,4 2,30
5 1,9 1,14
7 1,0 0,77
9 0,5 0,44
11 0,35 0,33
13≤h≤39Solo impares
3,85/h Como en la tabla para Clase A
MITIGACIÓN Y NORMATIVA
LÍMITES DE DISTORSIÓN ARMÓNICA EN CORRIENTES
IEC (IEC 61000-3-4, EQUIPOS DE MAS DE 16A):
Para equipos monofásicos, RSCE = SCC / (3 SEQU)
Para los trifásicos, RSCE = SCC / SEQU
SEQU, Potencia aparente nominal del equipo
SCC, Valor de la potencia de cortocircuito donde se conecta el equipo
Distorsión Armónica Parcial Ponderada:
40
14
2
1h
h
I
IhPWHD
MITIGACIÓN Y NORMATIVALÍMITES DE DISTORSIÓN ARMÓNICA EN CORRIENTES
IEC (IEC 61000-3-4, EQUIPOS DE MAS DE 16A) para SEQU ≤ SCC/33 :
Orden armónico
h
Corriente armónica admisibleIh/I1 [%]
Orden armónico
h
Corriente armónica admisibleIh/I1 [%]
3 21,6 21 ≤0,6
5 10,7 23 0,9
7 7,2 25 0,8
9 3,8 27 ≤0,6
11 3,1 29 0,7
13 2 31 0,7
15 0,7 ≥33 ≤0,6
17 1,2
19 1,1 pares ≤8/h o ≤0,6
MITIGACIÓN Y NORMATIVALÍMITES DE DISTORSIÓN ARMÓNICA EN CORRIENTES
IEC (IEC 61000-3-4, EQUIPOS DE MAS DE 16A) para RSCE ≥ 33 , monofásicos o trifásicos no balanceados:
RSCE
Mínimo
Factores de distorsión de
corriente armónica [%]
Corriente armónica individual admisibleIh/I1 [%]
THD PWHD I3 I5 I7 I9 I11 I13
66 25 25 23 11 8 6 5 4
120 29 29 25 12 10 7 6 5
175 33 33 29 14 11 8 7 6
250 39 39 34 18 12 10 8 7
350 46 46 40 24 15 12 9 8
450 51 51 40 30 20 14 12 10
600 57 57 40 30 20 14 12 10
Nota 1: los valores relativos de los armónicos pares no deberán exceder 16/h%
Nota 2: Se permite una interpolación lineal entres sucesivos RSCE
Nota 3: En caso de equipos trifásicos no balanceados estos valores se aplican a cada fase.
MITIGACIÓN Y NORMATIVALÍMITES DE DISTORSIÓN ARMÓNICA EN CORRIENTES
IEC (IEC 61000-3-4, EQUIPOS DE MAS DE 16A) para RSCE ≥ 33 , trifásicos balanceados:
RSCE
Mínimo
Factores de distorsión de corriente armónica
[%]
Corriente armónica individual admisible
Ih/I1 [%]
THD PWHD I5 I7 I11 I13
66 16 25 14 11 10 8
120 18 29 16 12 11 8
175 25 33 20 14 12 8
250 35 39 30 18 13 8
350 48 46 40 25 15 10
450 58 51 50 35 20 15
600 70 57 60 40 25 18
Nota 1: los valores relativos de los armónicos pares no deberán exceder 16/h %
Nota 2: Se permite una interpolación lineal entres sucesivos RSCE
MITIGACIÓN Y NORMATIVALÍMITES DE DISTORSIÓN ARMÓNICA EN CORRIENTES
ENRE (Resol. 99/97) :
Orden armónico
h
UsuariosT1
Intensidad armónica máxima
[A]
Usuarios T2 y T3 en BT y MTIntensidad
armónica máxima como % de
corriente contratada
Usuarios T3 en AT
Intensidad armónica máxima
como % de corriente
contratada
Impares no múltiplos de 3
5 2,28 12,0 6,0
7 1,54 8,5 5,1
11 0,66 4,3 2,9
13 0,42 3,0 2,2
17 0,26 2,7 1,8
19 0,24 1,9 1,7
23 0,20 1,6 1,1
25 0,18 1,6 1,1
>25 4,5/h 0,2+0,8x25/h 0,4
MITIGACIÓN Y NORMATIVALÍMITES DE DISTORSIÓN ARMÓNICA EN CORRIENTES
ENRE (Resol. 99/97) :Orden
armónicoh
UsuariosT1
Intensidad armónica máxima
[A]
Usuarios T2 y T3 en BT y MTIntensidad
armónica máxima como % de
corriente contratada
Usuarios T3 en AT
Intensidad armónica máxima
como % de corriente
contratada
Impares múltiplos de 3
3 4,60 16,6 7,5
9 0,80 2,2 2,2
15 0,30 0,6 0,8
21 0,21 0,4 0,4
>21 4,5/h 0,3 0,4
Pares
2 2,16 10,0 10,0
4 0,86 2,5 3,8
6 0,60 1,0 1,5
8 0,46 0,8 0,5
10 0,37 0,8 0,5
12 0,31 0,4 0,5
>12 3,68/h 0,3 0,5
TDTI [%] 20,0 12,0
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