Es un escenario que en HyTEPS vemos cada vez más a menudo: instalaciones que fallan inexplicablemente, sistemas de control que "fantasmean" y luces LED que parpadean, mientras el analizador de calidad eléctrica da un estado pulcro y verde. La contaminación armónica (THD) es baja y la tensión estable. Sin embargo, su proceso está parado. Lo más probable es que se trate de supraarmónicos: contaminación en el rango de frecuencias de 2 a 150 kHz.
Muchos se han referido a este fenómeno como el "punto ciego" de la ingeniería eléctrica contemporánea. ¿Por qué? Porque la norma estándar(EN 50160) y la mayoría de los equipos de medición sólo tienen en cuenta hasta 2,5 kHz (el armónico 50). Todo lo que está por encima se ignora.
Sin embargo, en un entorno moderno repleto de inversores, controladores LED y cargadores de vehículos eléctricos, este ámbito es cualquier cosa menos tranquilo. Los supraarmónicos suponen un riesgo creciente para la fiabilidad operativa de las instalaciones avanzadas. Donde acaban las soluciones estándar, empieza la experiencia de HyTEPS. Hacemos visible lo invisible, analizamos la interacción entre sus equipos y la instalación, y aportamos una solución definitiva.
Qué es: Distorsión de tensión y corriente de alta frecuencia (2 kHz - 150 kHz).
La causa: las frecuencias de conmutación de la electrónica de potencia (FV, VE, VSD, LED).
El riesgo: fallos de PLC, condensadores defectuosos, fallos de comunicación (red inteligente).
La solución: medición de alta frecuencia de muestreo (>2,5 kHz) y corrección de impedancias.
La supraarmónica está indisolublemente ligada a la transición energética y la digitalización. Las instalaciones antiguas y lineales (con motores en línea directa y bombillas) no sufren por ello. El problema surge precisamente allí donde se ha invertido en eficiencia.
Esta información es esencial para:
Gestores técnicos y gestores de instalaciones (IV): Son responsables de la continuidad. Si los nuevos equipos (como bombas de calor o estaciones de carga) provocan fallos en los procesos existentes, debe ser capaz de señalar la causa a la dirección o a los proveedores.
Ingenieros eléctricos: Diseñan o gestionan instalaciones complejas. Es necesario conocer el comportamiento de la impedancia a frecuencias más altas para evitar problemas de resonancia en la fase de diseño.
Gestores de instalaciones: después de una reforma le llegan quejas sobre ruidos de zumbidos, iluminación defectuosa o sistemas de gestión de edificios que fallan.
Partes de mantenimiento: se busca una causa cuando componentes como condensadores o fuentes de alimentación fallan mucho más rápido de lo que prometen las especificaciones.
La paradoja de la supraarmónica es que la tecnología que nos ayuda a ser más sostenibles (inversores, accionamientos Active Front End) es también la fuente de esta contaminación. Sin los conocimientos y las medidas adecuadas, una inversión en sostenibilidad puede conllevar una disminución de la fiabilidad.
Para comprender los supraharmónicos, debemos analizar todo el espectro de frecuencias de la calidad de la energía y la compatibilidad electromagnética ( EMC ). Históricamente, ha existido un vacío en la normativa y en la atención prestada a este tema:
Los supraarmónicos se encuentran en la zona crepuscular entre ambos: de 2 kHz a 150 kHz.
Durante mucho tiempo se supuso que había pocas emisiones en esta gama de frecuencias. Con la llegada de la electrónica de potencia moderna, esto ha cambiado radicalmente. Los dispositivos convierten la corriente alterna (CA) en corriente continua (CC) -y viceversa- mediante técnicas de conmutación (Switching). Las frecuencias de conmutación de estos componentes se sitúan exactamente en esta zona "olvidada".
Una diferencia clave con respecto a los armónicos clásicos es su comportamiento. Mientras que los armónicos bajos suelen ser estáticos, los supraarmónicos son muy dinámicos. A menudo no surgen de una única fuente dominante, sino de una compleja interacción (resonancia) entre los filtros de distintos dispositivos y la impedancia de la instalación. Es un fenómeno del sistema, no de un dispositivo puro.
A menudo se subestima el peligro de los supraarmónicos porque los niveles de tensión en este rango de frecuencias son relativamente bajos. Sin embargo, debido a las leyes naturales de la electricidad, incluso tensiones bajas a frecuencias altas pueden provocar corrientes devastadoras.
Dado que su medidor de potencia estándar no emite ninguna alarma, debe prestar atención a los síntomas secundarios.
Los supraarmónicos son un subproducto de la conversión moderna de la energía eléctrica. Casi todos los equipos modernos utilizan fuentes de alimentación conmutadas (SMPS) o inversores.
Facilitadores principales:
El efecto de resonancia (amplificación): A menudo, la emisión de un equipo está dentro de los límites. El problema surge de la interacción. Cada aparato tiene un filtro CEM con condensadores. La inductancia y la capacitancia de red de todos esos filtros juntos forman un circuito resonante. Si la frecuencia de resonancia de ese circuito coincide con la frecuencia de conmutación de un inversor, la corriente se amplifica muchas veces. Esto explica por qué a veces se produce un problema sólo después de haber añadido un dispositivo "inocente".
Resolver los problemas supraarmónicos requiere un planteamiento diferente al de los problemas clásicos de calidad de la energía. Colocar condensadores a ciegas o instalar filtros estándar es contraproducente.
Paso 1: Medición de alta frecuencia (registro continuo de forma de onda)
Dado que los medidores estándar son ciegos por encima de los 2,5 kHz, los ingenieros de HyTEPS despliegan equipos de medición avanzados que toman muestras hasta el rango de los MHz. Realizamos análisis espectrales para ver exactamente qué frecuencias (por ejemplo, 23 kHz o 48 kHz) son dominantes. Con el registro de forma de onda continua, también capturamos los picos transitorios que se producen durante comportamientos de conmutación específicos.
Paso 2: Análisis de impedancia
Medir es saber, pero comprender es resolver. No sólo analizamos la contaminación, sino que también modelizamos la impedancia de su instalación. ¿Dónde están los puntos de resonancia? ¿Qué dispositivo "lucha" con qué otro dispositivo?
Paso 3: Medidas específicas
En función del análisis, asesoramos:
En la práctica, a menudo vemos intentos de soluciones que agravan el problema.
¿Sospecha de perturbaciones supraarmónicas? Repase estos puntos:
No todas las averías requieren un análisis supraarmónico en profundidad. Sin embargo, en las siguientes situaciones, esperar no es una opción:
HyTEPS cuenta con la experiencia y las herramientas necesarias para identificar este problema invisible y responsabilizarse de la solución.
Los síntomas suelen ser sutiles hasta que las cosas van mal. Preste atención a fallos inexplicables de las máquinas, luces parpadeantes, cables que se calientan o transformadores que zumban. Además, si los componentes electrónicos (PLC, controladores) fallan antes de lo que indica su vida útil, lo más probable es que la calidad de la energía sea insuficiente. Una medición de la calidad de la energía proporciona la respuesta.
Esto es posible siempre que se disponga de un analizador de calidad eléctrica de alta calidad (según la norma IEC 61000-4-30 Clase A) y de los conocimientos necesarios para interpretar los datos. Recopilar datos es fácil; analizar la correlación entre eventos, armónicos y sus procesos empresariales específicos requiere conocimientos de ingeniería especializados. Estaremos encantados de ayudarle en el análisis.
No por definición. La norma NEN-EN 50160 describe los requisitos mínimos de tensión en el punto de transferencia del operador de red. Sin embargo, los equipos modernos pueden ser más sensibles y funcionar mal aunque la tensión esté dentro de esta norma. Por tanto, nosotros vamos más allá de la norma: nos fijamos en la compatibilidad entre el suministro eléctrico y la carga conectada.
Tranquilidad, seguridad y conocimiento. Obtendrá un diagnóstico claro de la "salud" de su instalación eléctrica. Localizamos la causa de los fallos, lo que le permite evitar paradas imprevistas y reducir el riesgo de incendios o pérdidas innecesarias de energía. Recibirá un informe de asesoramiento concreto con puntos prácticos de mejora.
No, es un concepto erróneo. Un filtro es una herramienta potente, pero no la panacea. A veces, la solución pasa por cambiar la configuración de los transformadores, redistribuir las cargas o ajustar el cableado. HyTEPS siempre recomienda un análisis y una simulación exhaustivos antes de recomendar hardware, para evitar inversiones innecesarias.
Sí, de forma significativa. Los inversores de paneles solares y los controladores de iluminación LED son cargas no lineales que provocan armónicos y a veces supraarmónicos. Esto puede provocar interferencias con otros equipos o sobrecargar el conductor neutro. A la hora de renovar o conservar, es esencial realizar una comprobación de la calidad eléctrica para garantizar la fiabilidad del funcionamiento.
Llamamos a este fenómeno "disparos molestos". A menudo, la causa no es la cantidad total de corriente, sino la distorsión de la corriente (armónicos) o los picos de corriente cortos que su equipo de medición pasa por alto. Esta contaminación puede sobrecalentar las protecciones térmicas o confundir las protecciones electrónicas, provocando su desconexión errónea. Una medición especializada puede averiguar exactamente por qué reacciona una protección.
Para obtener una imagen fiable, solemos medir al menos entre una y dos semanas. Esto es necesario para captar un ciclo de trabajo completo, incluidos los fines de semana y los picos de carga. En caso de averías graves específicas, también podemos realizar mediciones a corto plazo o emplear el "registro continuo de forma de onda" para captar transitorios.
Su instalador es un experto en instalación y mantenimiento (el "médico de cabecera"). HyTEPS es el especialista (el "médico de la calidad eléctrica"). Disponemos de equipos de medición avanzados, software de simulación y profundos conocimientos de ingeniería eléctrica teórica y normativa. A menudo colaboramos con los instaladores para resolver enigmas complejos que escapan a los conocimientos habituales.
Tras la medición, recibirá un informe con conclusiones en un lenguaje comprensible, así como detalles técnicos. Si es necesario, simulamos las posibles soluciones en nuestro software. Así sabrá exactamente cuál será el efecto de una medida de antemano. A continuación, supervisamos la aplicación y verificamos el resultado con una medición de seguimiento.
No siga buscando en la oscuridad. Una medición estándar no le dará respuestas, un análisis especializado de HyTEPS sí. Hable con uno de nuestros ingenieros para analizar su situación y elaborar un plan de acción. Nos aseguraremos de que su instalación vuelva a hacer aquello para lo que fue diseñada: funcionar de forma fiable.
HyTEPS
Beemdstraat 3
5653 MA Eindhoven
