3415924.ppt

ARMÓNICOS
MITIGACIÓN Y NORMATIVA

FILTROS ARMÓNICOS:
FILTROS ACTIVOS
I II III
1er Ord
2do Ord
3er Ord

EL TRANSFORMADOR COMO ELEMENTO MITIGADOR
M
M
h = 11, 13,
23, 25, ...
Ih h = 5, 7, 11, 13, 17,
19, 23, 25, ...

DISEÑO DE FILTROS:
Cuando se sintoniza el condensador con el reactor:
La reactancia será:
n
n
C
Cn
L
n
Ln X
h
X
X
X
h
X 


 1
1
1
1
1
1
C
L
X
X
X C
L
n 

1
1
0
2
1
C
L
f
h
f n
n



1
1
1
1
0
0
1
L
C
n
n
X
X
C
L
f
f
h 



2
1
1
n
C
L
h
X
X 

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:
Cn
Cn
C
C
Cn
C
C I
X
I
X
V
V
V 


 1
1
1



1
2
h
ChLL
Crms V
V


 





1
2
1
2
1 h L
Lh
h
Lh
L
h
Lh
Lh
L
hX
V
I
hX
I
V
Q

 



















1
2
1
1
2
1
1
1
h L
Lh
h L
Lh
L
L
V
V
h
I
I
h
Q
Q
2
1 1
1
2
Ch
h h C
h
Ch
C
Ch
Ch
C V
X
h
I
h
X
I
V
Q  

 




2
1
1
1
2
1
1
1

















 
 
 C
Ch
h
h C
Ch
C
C
I
I
h
V
V
h
Q
Q

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:
C
C
Q
kV
X
2

2
n
C
L
h
X
X 
Q
X
R n

C
L
X
X
X
X
X C
L
Cn
Ln
n 




La potencia del filtro:
La impedancia del filtro a cualquier armónico:
La tensión a bornes del condensador:
C
n
n
C
n
n
n
C
C
L
C
filtro Q
h
h
X
kV
h
h
h
X
X
kV
X
X
kV
Q .
1
.
1 2
2
2
2
2
2
2
2

















h
X
hX
j
R
h
Z C
L
F )
( 








h
X
hX
R
h
Z C
L
F
2
)
(
  1
1
2
2
1
1
1
1
1
1
1
1
1







n
n
L
C
L
C
C
L
C
barra
C
h
h
X
X
X
X
X
X
j
jX
V
V

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
 
jQ
R
X
j
X
X
j
R
jX
V
V n
Cn
Ln
Cn
barran
Cn








1
1
1
1 / C
L
Cn
Ln
n X
X
C
L
X
X
X 



R
X
Q n


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

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 %

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

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 %

IEC (IEC 61000-2-4), Plantas Industriales, Clase 3:
de 3
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
h
y /
11
5


EUROPEAN NORM (EN 50160):
Suministro en baja tensión (≤ 1 kV)
de 3
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

EUROPEAN NORM (EN 50160):
Suministro en Media Tensión (1 kV < V ≤ 35 kV)
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

ENRE (Resol 184/00):
Orden del armónico Nivel de referencia del armónico (en
% respecto de la fundamental)
MT
(1 kV <V< 66 kV)
AT
66 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)

ENRE (Resol 184/00): Orden del armónico Nivel de referencia del armónico (en
% respecto de la fundamental)
MT
(1 kV <V< 66 kV)
AT
66 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

ENRE (Resol 184/00) baja tensión :
Impares no múltiplos de
3
Impares 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 %

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
i
i
k
V
V
(k)
V
0,
Max
3
1
TDT
TDT
TDT(k)
0,
Max
DPA

LÍMITES DE DISTORSIÓN ARMÓNICA EN CORRIENTES
ICC/Icarga Ih/IL, % - (120 V – 69kV)
h<11 11≤h<1
7
17≤h<2
3
23≤h<3
5
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

ICC/Icarga Ih/IL, % - (69001 V – 161kV)
h<11 11≤h<1
7
17≤h<2
3
23≤h<3
5
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

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.

IEC (IEC 61000-3-2, EQUIPOS DE MENOS DE 16A), Clase A:
Orden armónico
h
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)

IEC (IEC 61000-3-2, EQUIPOS DE MENOS DE 16A), Clase C:
Orden armónico
h
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≤39
Solo impares
3,0
* λ es el factor de potencia del circuito

IEC (IEC 61000-3-2, EQUIPOS DE MENOS DE 16A), Clase D:
Orden armónico
H
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≤39
Solo impares
3,85/h Como en la tabla para
Clase A

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
1
h
h
I
I
h
PWHD

IEC (IEC 61000-3-4, EQUIPOS DE MAS DE 16A) para SEQU ≤ SCC/33 :
Orden
armónico
h
Corriente
armónica
admisible
Ih/I1 [%]
Orden
armónico
h
Corriente
armónica
admisible
Ih/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

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 admisible
Ih/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.

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

ENRE (Resol. 99/97) :
Orden
armónico
h
Usuarios
T1
Intensidad
armónica máxima
[A]
Usuarios T2 y T3
en BT y MT
Intensidad
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

ENRE (Resol. 99/97) : Orden
armónico
h
Usuarios
T1
Intensidad
armónica máxima
[A]
Usuarios T2 y T3
en BT y MT
Intensidad
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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