Filtrado De Harmonicos En Instalaciones Industriales

JCEE 2006: Filtrado de armónicos, J. Balcells

FILTRADO DE ARMÓNICOS
NOV. 2006

EN INSTALACIONES INDUSTRIALES
XII - JCEE- Nov 2006

XII Edición de JCEE ,

Dr. Josep Balcells Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) Campus deTerrassa, Barcelona, SPAIN

INDEX

XII Edición de JCEE , NOV. 2006

Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø

Los armónicos … entre otras perturbaciones Los convertidores … fuentesde perturbación Origen y efectos de los armónicos Tipos de filtros Filtros pasivos para convertidores:
§ § § § § Reactancias de choque ; Filtros LCL Filtros de 3r armónico: TSA, FB3 Tipos de filtros activos: Serie, Paralelo, UPF Configuración de los filtros activos Tipos de control para filtros activos

Filtros de uso general en la red Filtros activos:

Ø Ø

Criterios de aplicación Resumeny conclusiones

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LOS ARMÓNICOS … ENTRE OTRAS PERTURBACIONES

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SOBRETENSIONES, HUECOS E INTERRUPCIONES

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FLICKER

• Variación de la envolvente de la tensión dU/U • Envolventes estándar : Cuadrada, Senoidal • NormasIEC-61000-4-15, IEC-60868
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PERTURBACIONES DE ALTA FRECUENCIA: Variaciones de tensión con alto dV/dt

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PERTURBACIONES DE ALTA FRECUENCIA:

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ARMÓNICOS
Cargas no lineales tales como: rectificadores, inversores, hornos, etc. Absorben de lared corrientes periódicas no senoidales, de frecuencias múltiplos de la componente fundamental 50 ó 60 Hz.
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LOS CONVERTIDORES … PRINCIPALES FUENTES DE PERTURBACIÓN
Baja frecuencia (Lado red)
Ø Ø

Harmonicos (100 Hz a 2500Hz) Flicker (0,5 to 30 Hz)

Alta frecuencia, EMI (Lado motor)
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Ø Conducidas (10 kHz - 30 MHz) ü “Notch” de conmutación ü Cables actúan como líneas de transmisión Acoplo campo próximo (10 kHz – 30MHz)
Ø Ø

Bucles de corriente producen campo magnético H (habitual DM) Cambios de tensión producen campo eléctrico E (habitual CM) Cables actúan como antenas. Cables apantallados entre ondulador y motor

Radiadas EMI (>30MHz )
Ø

FILTROS PARACONVERTIDORES
Los convertidores estáticos generan diversos tipos de perturbaciones, tanto en el lado de red como en el lado de carga. Se, dispone de filtros para evitar los problemas originados por dichos convertidores y conseguir que las instalaciones donde se conectan puedan cumplir con las normas EN-60000-4-3, IEEE-519 y las Directivas de Compatibilidad 89/336/EEC , 92/31/EEC y 93/68/EEC.XII Edición de JCEE , NOV. 2006

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ESQUEMA EQUIVALENTE TÍPICO EN BT

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ONDAS DE CONVERTIDORES CON ALTO CONTENIDO DE HF

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ONDAS TÍPICAS DE CONVERTIDORES: LADO RED

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EFECTOS DE LOSARMÓNICOS

Efecto Joule , pérdidas en el cobre :
Ø
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Dependen del valor RMS total de la corriente RITRMS2

I TRMS =

∑I
0

∞

2 n

Pérdidas en el hierro: Foucault: kI2f2 , Histeresis: kI2f
Ø Ø Ø

Sobrecargas en condensadores Corriente homopolar alta en el neutro Amplificación de los armónicos por resonancias<

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EFECTOS DE LOS ARMÓNICOS: Ejemplo práctico

Supuesto I1=100A ; I5=20%
Ø
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2 RI TRMS = R .( 100 2 + 20 2 )

Ø

Pérdidas Joule: R.IT2 Debidas a I1 = R.1002 Debidas a I5 = R.202 equivalen a un 4% Pérdidas en el hierro: Suponemos que las pérdidas Foucauld se evitan con el uso de chapas. Las pérdidas restantes se deben básicamente a efecto...