Los dispositivos electrónicos de potencia que tienen variaciones de carga rápidas y frecuentes se han vuelto abundantes hoy en día debido a sus muchos beneficios relacionados con el control de procesos y el ahorro de energía.

Sin embargo, también traen algunos inconvenientes importantes a los sistemas de distribución eléctrica; requisitos de armónicos y cambios rápidos de potencia reactiva. Los armónicos pueden interrumpir el funcionamiento normal de otros dispositivos y aumentar los costos operativos. Los cambios rápidos de potencia reactiva exigen una compensación oportuna de potencia reactiva (VAR).

Los síntomas de niveles armónicos problemáticos incluyen:

• Sobrecalentamientos en los conductores especialmente en el neutro de las instalaciones, debido al efecto pelicular.
• Disparos intempestivos de Interruptores Automáticos y Diferenciales.
• Disminución del factor de potencia de una instalación y envejecimiento e incluso destrucción de las baterías de condensadores utilizadas para su corrección debido a fenómenos de resonancia y amplificación.
• Vibraciones en cuadros eléctricos y acoplamientos en redes de telefonía y de datos.
• Deterioro de la forma de onda de la tensión, y consiguiente mal funcionamiento de los aparatos eléctricos.
• Calentamientos, degradaciones en los aislamientos, embalamientos y frenados en motores asíncronos.
• Degradaciones del aislamiento de los transformadores, pérdida de capacidad de suministro de potencia en los mismos.

La falta de compensación kVAR oportuna y adecuada puede conducir a fluctuaciones de voltaje en el sistema de distribución eléctrica, afectando la operación del equipo, así como la calidad del producto.

El filtro de armónicos activos (AHF) AccuSine PCS proporciona los medios más simples y efectivos para mitigar los armónicos, reducir las fluctuaciones de voltaje relacionadas con el proceso y mejorar la vida útil del equipo y la capacidad del sistema.

¿Cómo funcionan los filtros de armónicos activos Accusine?

El concepto de un filtro activo es producir componentes armónicos, que cancelan los componentes armónicos de las cargas no lineales.

La figura 01 ilustra cómo la corriente armónica generada por AHF se inyecta en el sistema para cancelar el armónico de una carga VFD. Un AHF es un dispositivo altamente efectivo que cancela múltiples armónicos de orden en el sistema de distribución.

Se instala como un dispositivo paralelo y se escala a través de unidades múltiples en paralelo. Puede manejar diferentes tipos de cargas, lineales o no lineales. Aborda los armónicos desde el punto de vista del sistema y puede ahorrar costos/espacio significativos en muchas aplicaciones. Su nivel de rendimiento puede alcanzar el objetivo TDD del 5%.

El PCS AccuSine inyecta corriente armónica y reactiva para limitar la distorsión armónica y mejora el factor de potencia de desplazamiento para el sistema de distribución eléctrica en cualquier instalación. Como producto de espectro completo, AccuSine PCS mide la corriente de carga completa, elimina el componente de frecuencia fundamental e inyecta el inverso de la forma de onda restante para una cancelación casi completa de la corriente armónica.

El circuito de espectro completo de AccuSine PCS no está enfocado en frecuencias específicas; más bien crea una forma de onda "sobre la marcha" basada en la entrada de sus circuitos de detección, independientemente de las frecuencias particulares que contiene la corriente de carga no lineal.

AccuSine PCS monitorea la carga a través de transformadores de corriente montados en la línea de AC, alimentando las cargas de interés. La lógica analiza esta información para determinar la cantidad de corrección que se inyectará en las líneas de AC desde el PCS AccuSine instalado en paralelo.

La mayoría de los filtros de armónicos activos de hoy están diseñados con dos tipos de esquemas de control. Uno usa transformaciones rápidas de Fourier (FFT) para calcular las amplitudes y el ángulo de fase de cada orden armónico. Los dispositivos de potencia están dirigidos a producir una corriente de igual amplitud pero ángulo de fase opuesto para órdenes armónicos específicos. Esto limita la respuesta a órdenes armónicos específicos y puede requerir hasta dos o más ciclos (> 33 milisegundos) antes de responder.

El esquema de control que utiliza el AccuSine PCS se denomina cancelación de espectro completo. Este esquema de control no realiza FFT. Los algoritmos de control son analógicos. La lógica adquiere la muestra de corriente del transformador de corriente, elimina el componente de frecuencia fundamental y comienza a inyectar la corrección dentro de varios cientos de microsegundos. De esta manera, se elimina todo el "ruido" no fundamental de la fuente eléctrica. Este "ruido" puede contener frecuencias no enteras, también conocidas como interarmónicos.

FACOGEM INDUSTRIAL S.R.L. tiene la certificación EcoXpert Critical Power de Schneider Electric, lo que nos avala como expertos en servicios de gestión de energía a través de Power Monitoring Expert e Instalación y Comisionamiento de Filtros Activos AccuSine.