Armonicos y electronica de potencia

Arm´onicos y Electr´onica de Potencia
Gonzalo Casaravilla

Virginia Echinope

Daniel Slomovitz

Instituto de Ingenier´ıa El´ectrica
Instituto de Ingenier´ıa El´ectrica
Instituto de Ingenier´ıa El´ectrica
Universidad de la Rep´ublica - Uruguay Universidad de la Rep´ublica - Uruguay Universidad de la Rep´ublica - Uruguay
gcp@£ng.edu.uy
echinope@£ng.edu.uy
d.slomovitz@ieee.org

Abstract— El presentetrabajo plantea el desaf´ıo que representa la medida de arm´onicos en los sistemas el´ectricos en
un escenario de explosivo crecimiento de equipos basados en
electr´onica de potencia. Se analiza el marco normativo internacional concluy´endose que debe cambiar sus paradigmas a
mediano plazo. A los efectos de evaluar el comportamiento de
equipos convencionales que miden arm´onicos se analiza elmodelo
de adquisici´on y medida de un ejemplo concreto. En particular se
analiza el modelo de incertidumbres asociados con la adaptacio´ n
˜
de senales,
digitalizaci´on y c´alculo. Realizadas medidas reales en
una onda de espectro conocido se concluye sobre los problemas
que presentan estos equipos para medir arm´onicos con valor
relativo reducido respecto al fundamental. Asimismo se analiza
lapertinencia de calcular la distorsi´on arm´onica total (T HD)
a partir de determinada cantidad de arm´onicas. Finalmente se
propone una forma alternativa a la cl´asica de medir la T HD en
la cual se pueda contemplar la creciente existencia de equipos
de electr´onica de potencia que llegan a producir arm´onicos o
interarm´onicos fuera del rango de los equipos convencionales de
medida.

´
I. I NTRODUCCION
Desde hace m´as de 40 a˜nos, el desarrollo tecnol´ogico
de la electr´onica de potencia ha contribuido a proliferar las
cargas no lineales en la red de transmisi´on o distribuci´on de
energ´ıa el´ectrica. Tanto simples dimmers de algunos V A como
complejas estaciones de sistema HV DC 1 de hasta miles de
M W son responsables de producir corrientes no puramente
sinusoidales de la frecuencia dered. Estas corrientes perturbadoras son de frecuencias superiores (armo´ nicas) o inferiores
(subarm´onicas) de la frecuencia de red pero tambi´en pueden
tomar valores interarm´onicos.
Los arm´onicos de corriente emitidos por una carga perturbadora se transforman en arm´onicos de tensi´on en los sistemas
de distribuci´on. Se generan p´erdidas adicionales en l´ıneas y
transformadores, deterioro ydestrucci´on de condensadores de
compensaci´on de reactiva. Se producen resonancias de estos
condensadores con la impedancia de corto circuito en el punto
de conexi´on que no hacen otra cosa que propagar el problema.
Desde un punto de vista general, las cargas perturbadoras
se pueden clasi£car en identi£cables y no identi£cables [1].
Recti£cadores de grandes potencias con diodos o tiristores(electr´olisis, hornos de arco de continua, controles de velocidad de motores, U P S 2 , HV DC), cycloconvertidores, hornos
1 High

Voltage Direct Current transmission line
Power Supply

2 Uninterruptible

de arco de alterna, sistemas SV C 3 , ST AT COM 4 , T CSC 5 ,
U P F C 6 , BESS 7 , etc. son t´ıpicamente los identi£cables.
Las empresas de energ´ıa el´ectrica conocen generalmente su
existencia yubicaci´on.
Por el contrario, las peque˜nas cargas no lineales distribuidas
en el sistema el´ectrico son imposibles de ubicar. El recti£cador
de entrada de un peque˜no electrodom´estico produce muy poca
corriente arm´onica, pero miles distribuidos en una ciudad se
transforman en un problema. Problema que se agrava ya que
generalmente los arm´onicos que emiten est´an en fase.
El problema empeora si seconsidera que los equipos que
miden la energ´ıa a los efectos de su facturaci´on, no manejan
bien el problema de cargas desbalanceadas y con corrientes
distorsionada [2].
La respuesta formal a este problema est´a parcialmente
contemplada en la normativa internacional sobre Compatibilidad Electromagn´etica (EM C) encabezada por la norma
IEC61000-1 [3]. En forma gen´erica el objetivo de las normas...