El uso de cargas no lineales tales como equipos basados en electrónica de potencia y hornos eléctricos han aumentado en las últimas décadas. Este tipo de cargas deterioran la calidad de energía de la red a la que están conectadas. Uno de los parámetros más importantes para determinar la calidad de energía es la distorsión armónica.
La distorsión armónica en una red provoca:
- Calentamiento de equipos
- Falla de aislación debido a sobrecalentamiento y picos de voltaje más alto que la tensión nominal fundamental (50Hz o 60Hz)
- Mal funcionamiento del equipos (falsa detección cruce por cero en dispositivos electrónicos de potencia)
- Interferencia de comunicación
- Aumento del ruido en las máquinas eléctricas
- Funcionamiento incorrecto de fusibles e interruptores
Los filtros armónicos pasivos son los dispositivos más utilizados para reducir la distorsión armónica en una red. Estos filtros se construyen a partir de componentes RLC pasivos, es decir, resistencias, inductores y condensadores.
Los inductores (reactores) en estos filtros sirven para crear, en conjunto con los condensadores existentes en el filtro de armónicos, un circuito resonante. Mediante el ajuste apropiado de la frecuencia de resonancia del filtro de armónicos, se puede impedir que entren a la red eléctrica las corrientes armónicas no deseadas, inyectadas por las cargas no lineales. Esta es una medida muy importante que se toma para reducir la distorsión armónica en una red. Los reactores de filtro de armónicos se pueden utilizar en filtros de un solo orden, de segundo orden y de tipo C según el tipo de carga y propósito. Además, pueden utilizarse en serie con dispositivos de transmisión de CA flexible (FACTS) como el Compensador Estático VAr (SVC), Compensadores Sincrónicos Estáticos (STATCOM) y Sistemas de Transmisión de Alta Tensión de Corriente Continua (HVDC), para reducir la cantidad de armónicos que estos sistemas podrían inyectar a la red eléctrica.
A niveles de media tensión (MT), en reactores de filtro de armónicos usualmente se utilizan reactores del tipo seco de núcleo de aire. Al no tener núcleo magnético, los reactores de núcleo de aire están libres de saturación. Pueden instalarse en exteriores e interiores siempre y cuando durante la instalación se considere la trayectoria del flujo magnético, durante su funcionamiento deben mantenerse alejados de material ferromagnético.
En algunas aplicaciones industriales tales como hornos de arco y hornos de cuchara, es vital para filtrar algunos armónicos, y al mismo tiempo no amplificar los interarmónicos existentes. De lo contrario, pueden producirse calentamientos excesivos o sobretensiones que pueden dañar o al menos degradar la vida útil del equipo. Además, los clientes industriales están forzados a seguir las indicaciones para la corriente armónica y los límites de voltaje armónicos, con respecto al nivel de voltaje y a la relación entre la potencia de cortocircuito y potencia de carga, todo esto incluido en norma IEEE 519.92 y otras. Por lo tanto, es importante el diseño cuidadoso de los reactores y de la frecuencia de sintonización, considerando una banda de frecuencias amplia que incluya tanto los armónicos como los interarmónicos.
Todos los reactores de filtro de armónicos con núcleo de aire de Hilkar están diseñados específicamente para las diferentes aplicaciones considerando el voltaje, corriente, inductancia, tipo de aplicación (o tipo de filtro), armónicos, interarmónicos, tamaño, eventos transitorios tales como conmutaciones y características de pérdida que se requieren para proporcionar el diseño más eficiente a los precios más económicos. Todos los ensayos de rutina se realizan de acuerdo a norma EN 60289, u otros estándares dependiendo de la solicitud del cliente. Los informes de pruebas de prototipo están disponibles a pedido. Todos los informes de prueba se envían al cliente. El programa básico de pruebas incluye algunas o todas las siguientes pruebas:
- Pruebas de rutina (medición de inductancia y resistencia, prueba de potencial aplicado (1 min) y prueba de impulso)
- Prueba de resistencia a cortocircuito
- Prueba de aumento de temperatura
- Prueba de nivel de ruido
- Prueba sísmica
