Los armónicos eléctricos sus costes y efectos en el sistema de potencia

Los armónicos eléctricos y sus costes

Los armónicos son por tanto perturbaciones, y conllevan costes que no siempre son fáciles de apreciar o valorar. Estos costes se pueden clasificar dentro de dos tipos:

• Costes técnicos

• Costes económicos

Los costes técnicos son aquellos que suponen una pérdida de rendimiento de la instalación, como por ejemplo:

• Pérdida de capacidad en líneas de distribución de energía

• Sobrecarga de transformadores

• Sobrecarga de conductores

• Descalificación de los transformadores

• Pérdidas por efecto Joule en líneas y máquinas

• Pérdidas magnéticas en máquinas eléctricas

• Aumento de fugas

Habitualmente los costes técnicos implican costes económicos, de ahí la importancia de controlar dichos costes técnicos.

Los costes económicos son aquellos que se pueden cuantificar monetariamente, aunque a veces no sean sencillos de calcular. A su vez pueden ser visibles y ocultos:

Costes visibles:

• Mayor consumo eléctrico

• Puntas de consumo eléctrico

• Recargo o pago de energía reactiva en la factura eléctrica

Costes ocultos:

• Pérdidas de distribución

• Pérdidas de potencia y energía (por efecto Joule y magnéticas)

• Ampliación de instalaciones

• Paradas de procesos productivos

Estos costes dependerán del tipo de instalación y de las cargas conectadas.

¿Cómo podemos conocer si sufrimos de estas perturbaciones armónicas? ¿Cómo podemos evitarlas o limitar su impacto negativo? Lo vemos en las siguientes secciones.

Efecto de los armónicos en el sistema de potencia

No todos los problemas de calidad eléctrica en una instalación son imputables a los armónicos eléctricos, pero sí suelen ser de las más habituales e importantes. Como vemos en el siguiente gráfico existen múltiples fuentes de no idealidades en una instalación y red:

Clasificación de las principales no idealidades de una instalación y de la red

Los efectos principales de los armónicos en tensión y corriente en un sistema de potencia suelen ser:

• La posible amplificación de algunos armónicos debido a una resonancia* en serie o en paralelo

• La reducción del rendimiento en los sistemas de generación, transporte y utilización de la energía

• El envejecimiento prematuro del aislamiento de los componentes de la red, y por tanto la reducción de la energía

• Mal funcionamiento del sistema o de alguno de sus componentes

* La resonancia es un efecto físico en el que varios elementos con unos valores particulares interactúan entre ellos, oscilando y amplificando una frecuencia concreta. Dicha amplificación conlleva un mayor consumo de energía forzando al sistema o algunas de sus partes a trabajar por encima de sus especificaciones. Si la resonancia no se controla puede llevar a la destrucción de parte o la totalidad del sistema.

Principales problemas y efectos que generan los armónicos en los componentes o elementos de una red eléctrica