En este proyecto se estudiaron las distorsiones armónicas presentes comúnmente en instalaciones comerciales e industriales, junto con los distintos equipos que generan estas distorsiones para analizar los efectos que estas producen en los distintos componentes eléctricos y electrónicos presentes en las mismas.
Seguidamente se estudiaron los límites de distorsión armónica establecidos por el estándar 519-1992 de la IEEE, definidas tanto para las compañías proveedoras de electricidad como para los usuarios conectados a la red eléctrica.
Posteriormente se describen los equipos disponibles comercialmente para minimizar la distorsión armónica presente en la instalación a los niveles o límites establecidos por la misma norma.
Finalmente se realizó un estudio del nivel de armónicas presentes en las instalaciones de Elvatron S.A., que constató el alto nivel de armónicas presentes en el sistema debido a que la mayoría de las cargas conectadas son equipos electrónicos como computadores, impresoras, enrutadores, UPS’s, etc.
De todo el estudio y análisis realizado a lo largo del proyecto, es posible hacer las siguientes conclusiones:
1. Las distorsiones armónicas son fenómenos que cada día se vuelven más frecuentes en instalaciones industriales y comerciales, debido al auge en electrónica de potencia, a equipos electrónicos como computadoras y demás controladores y a cargas no lineales en general, que cada día son más utilizados. Esto debido a que no sólo son fuentes de estas distorsiones si no que también son sensibles a estas variaciones para su correcto funcionamiento. Por este motivo se le debe dar alta importancia a éste fenómeno en la etapa de diseño de edificios nuevos como también en la remodelación o ampliación de edificios existentes, para minimizar los efectos provocados por las distorsiones armónicas a niveles no perjudiciales especificando equipos con bajas emisiones de
armónicas o instalando filtros que las atenúen; o dimensionando la red eléctrica de la instalación para que soporte los efectos de las mismas.
2. Los daños ocasionados por las distorsiones armónicas antes se presentaban a largo plazo, ya que la construcción de la mayoría de equipo eléctrico era lo suficientemente robusta como para sobrellevar las variaciones presentes en la época, reflejándose principalmente en el acortamiento de la vida útil de los equipos conforma se desgasta el aislamiento de los conductores del equipo. Sin embargo debido al uso común de equipos sensibles, se logran percibir daños a corto plazo adicionales al acortamiento de la vida útil, ya que el funcionamiento de tales equipos se ve afectado e incluso se pueden llegar a dañar al exponerse a niveles significativos de distorsión armónica. 3. Los límites de distorsión armónica estipulados en el estándar 519-1992 de la IEEE,
establecen los límites que deben cumplir como mínimo las compañías proveedoras de electricidad y los usuarios individuales para garantizar un nivel apropiado de pureza en todo el sistema de distribución eléctrica. Sin embargo, no se puede garantizar que la instalación cuente con los niveles apropiados de distorsión para todo equipo eléctrico existente en una instalación, debido a que los niveles estipulados se deben alcanzar en el punto de unión común o PCC. Esto implica que en un ramal determinado se puedan tener niveles de distorsión altos aunque se esté cumpliendo con norma, además que se puede contar con equipos que requieran niveles de distorsión inferiores a los establecidos. Por esta razón es importante realizar un análisis completo de la instalación, conociendo todas las cargas conectadas al sistema y la susceptibilidad a distorsiones armónicas de cada uno de estos equipos, para poder garantizar el buen funcionamiento de los mismos además de cumplir con la norma.
4. Los filtros paso bajo de armónicas pasivos comúnmente utilizados para la minimización de distorsión armónica, aunque se vean afectados levemente por los distintos niveles de carga, son los elementos que compensan de manera más eficaz las distorsiones con respecto a su costo. Incluso su desempeño al ser utilizados con un variador de 6 pulsos es superior que el uso único de variadores de frecuencia de 12 y 18 pulsos, en especial cuando son utilizados con cargas menores de la nominal. (Ver gráficas de Apéndice C).
5. El personal del departamento IT (Information Technology ó Informática) de la empresa analizada, comentó que se enfrentaban comúnmente a fallas inexplicables aparentemente, en los equipos de distribución de voz y datos, desde enrutadores, servidores y en las mismas computadoras. Con el estudio realizado de las instalaciones, se aclara una de las fuentes que provoca las fallas en el funcionamiento de estos equipos, debido a la alta distorsión armónica generada principalmente por computadoras, UPS’s y demás equipo electrónico, como también por balastos electrónicos de iluminación fluorescente.
6. Se analizaron opciones para cumplir con la norma como también para proteger los equipos electrónicos sensibles de la empresa además del cumplimiento de la norma. Se concluye que en general la segunda opción prevalecerá en la práctica para este tipo de aplicaciones ya que por el momento las compañías proveedoras de electricidad no imponen multas a los usuarios que incumplen con límites establecidos por la norma. Por tal motivo para justificar un presupuesto para los equipos de minimización de armónicas, se deberán realizar las mediciones y el estudio apropiado en cada instalación, analizando la sensibilidad de los equipos a proteger a las distorsiones propiamente (para evitar el daño de los equipos) como también a la necesidad del uso ininterrumpido de los equipos a proteger.