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Reducción de costes: Mitigue los armónicos para lograr la conformidad a un coste óptimo

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Mitigación de armónicos rentable

Mitigación de armónicos rentable

En la red de transmisión de potencia, existen muchas formas de distorsión de potencia. La distorsión armónica es la forma más común de distorsión, que se produce en el rango de frecuencias de hasta 2 kHz. Los armónicos pueden dañar el equipo, lo que provoca ineficiencia e incluso fallos. Para reducir el riesgo y optimizar los costes operativos, vale la pena mitigar la distorsión de potencia. Aprenda a mitigar los armónicos de forma rentable planificando con antelación.

Conformidad en materia de armónicos: Utilice la mitigación solo cuando sea necesario

Una distorsión armónica total excesiva en la red de distribución cuesta dinero. Se corre el riesgo de dañar equipos críticos, reducir la productividad y la eficiencia. Danfoss le ofrece asesoramiento experto sobre cómo reducir este riesgo, a un coste óptimo. El uso de nuevas tecnologías de convertidores de frecuencia le permite ahorrar significativamente en el dimensionamiento de la red eléctrica, a la vez que mitiga el contenido de armónicos. Por lo tanto, para optimizar el sistema eléctrico general, resulta fundamental seleccionar el convertidor de frecuencia (VFD) en una fase temprana del diseño del sistema. 

¿Cómo puede reducir los costes y seguir cumpliendo con las normativas de calidad de la energía?

Para una carga del transformador inferior al 40 % y al 5 % del límite THDv*, no se requiere mitigación.

Para cargas de transformador no lineales del 40 % y superiores, utilice la tecnología más eficiente energéticamente para lograr <5 % THDv*.

Intente regular los armónicos solo para cumplir con la norma requerida y de acuerdo con los requisitos de la instalación. No compense excesivamente el contenido de armónicos. ¿Necesita ayuda para regular los armónicos? Póngase en contacto con nosotros.

*Abreviaturas: THDv: distorsión de tensión armónica total. THDi: distorsión de corriente armónica total

Las normativas más populares (por ejemplo, IEEE 519) establecen los requisitos de THDv, pero no especifican los requisitos de distorsión armónica total en términos de THDi. Por lo tanto, diseñe la THDv al 5 % para cumplir con las normativas. Algunas normativas requieren THDi ≤5 % o incluso THDi ≤8 % en los terminales de red del convertidor de frecuencia. Cuando se especifican estos niveles de THDi, el diseño para cumplirlos puede conllevar costes innecesarios y pérdidas adicionales, por lo que le recomendamos que se ponga en contacto con Danfoss para obtener el mejor asesoramiento.

Realice un análisis sencillo. Menos de 10 minutos de cálculos pueden ahorrarle miles de dólares. Evalúe todo el sistema para encontrar la mejor solución. Pruebe MyDrive® Harmonics, nuestra herramienta digital gratuita.

En una instalación, el consumo energético es uno de los factores que más contribuyen a los costes operativos. Por este motivo, la validación de la eficiencia, incluido el cálculo de las pérdidas de energía, es un paso importante a la hora de elegir equipos para mitigar los armónicos. El rendimiento de los convertidores de 6 pulsos normalmente difiere únicamente en un 0,5 % entre los diferentes proveedores de convertidores de velocidad variable. Sin embargo, las variaciones de eficiencia de hasta el 1-2 % no son inusuales en los equipos de mitigación de los diferentes proveedores. Es importante realizar los cálculos antes de tomar una decisión.

¿Cuáles son las novedades respecto a la tecnología de convertidores de velocidad variable?

En la actualidad, la mitigación de armónicos en los sistemas de convertidores ha mejorado. Los sistemas de convertidores de velocidad variable optimizados para un rendimiento de bajos armónicos pueden funcionar ahora con una distorsión armónica total (THDi) del 3-5 %, con un factor de potencia unitario, con un impacto de modo común y un impacto suprarmónico inferior. Los convertidores de frecuencia también pueden eliminar los impactos de corriente a plena carga causados por el arranque del motor directo en línea (DOL). Todo esto implica que los transformadores de alimentación y los generadores de seguridad pueden dimensionarse con un tamaño significativamente (10-30 %) menor. Los cables, fusibles y conmutadores también pueden ser más pequeños. Estos componentes son caros y pueden afectar a la capacidad de cumplir con las limitaciones presupuestarias de un proyecto. Por lo tanto, una selección cuidadosa y temprana del convertidor (VFD) puede desempeñar un papel importante a la hora de garantizar el éxito del proyecto.

Is harmonic distortion costing you money and downtime?

Los factores que afectan a la elección de los métodos de mitigación de armónicos incluyen: perfil de carga de cumplimiento, distribución del factor de potencia  condiciones de la red eléctrica, tamaño físico de la instalación (especialmente para reacondicionamientos), eficiencia y rendimiento de los sistemas de energía.

¿Necesita asesoramiento sobre la mitigación de armónicos? Póngase en contacto con nosotros

Interacción con el convertidor de frecuencia

Mitigación de armónicos: Al diseñar un sistema, planifique primero el convertidor de frecuencia (VFD)

El uso de nuevas tecnologías de convertidores de frecuencia le permite mitigar los armónicos y, a la vez, ahorrar significativamente en el dimensionamiento de la red eléctrica.  Por lo tanto, para optimizar el sistema eléctrico general, resulta fundamental seleccionar el convertidor de frecuencia (VFD) en una fase temprana del diseño del sistema de alimentación. Los convertidores de frecuencia ofrecen mucho más que simplemente hacer girar los motores.

Optimizar el diseño del sistema eléctrico

Optimizar el diseño del sistema eléctrico

Al diseñar un sistema eléctrico, optimizar para la mitigación de armónicos también significa optimizar el diseño del sistema para el coste, la calidad de la energía y las emisiones de Alcance 1, 2 y 3. Tanto si se trata de una nueva construcción como de una actualización, diseñe el sistema eléctrico para garantizar:

  • Un menor coste de capital inicial
  • Unos costes operativos mínimos a largo plazo
  • Un impacto mínimo viable de los armónicos de los convertidores de frecuencia en la red de alimentación y en el sistema en general, incluidas las cargas del convertidor

Tenga en cuenta las necesidades de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) de acuerdo con la legislación.  El diseño también debe coincidir con la ambición de las instalaciones (o el cliente) de cumplir sus objetivos de emisiones (GEI) de Alcance 1, 2 y 3, y los compromisos para lograr cero emisiones netas de carbono.

Planificar una nueva construcción

Ahorre dinero en grandes inversiones

Para construcciones nuevas, especificar el convertidor de frecuencia de bajos armónicos adecuado significa que puede dimensionar generadores y transformadores más pequeños y ahorrar dinero en las grandes inversiones de capital.

Las consideraciones tempranas sobre la calidad de la potencia de red permiten mitigar de forma optimizada los costes, como la combinación de convertidores AFE, filtros activos, filtros pasivos y convertidores de 6 pulsos, para lograr la solución más rentable y conforme.

Seleccione las unidades con tiempo. Danfoss puede ayudarle a reducir la distorsión armónica total de la mejor manera posible.

Los convertidores que seleccione pueden marcar una gran diferencia en el diseño general. Tenga en cuenta los convertidores de frecuencia en una fase temprana del diseño de su proyecto, incluyendo a los ingenieros eléctricos en su planificación inicial. Con buenas medidas preventivas implementadas, puede reducir el dimensionamiento de toda la cadena de transmisión del conmutador para optimizar el CAPEX. Utilice la herramienta MyDrive® Harmonics de Danfoss o póngase en contacto con su oficina local para obtener asesoramiento experto sobre el uso de cálculos de armónicos para dimensionar transformadores y generadores más pequeños.

Reduzca el tamaño de los transformadores y generadores en hasta un 30 %

Reduzca el tamaño de los transformadores y generadores en hasta un 30 %

  • Para diseñar un sistema de campo nuevo, es imperativo tener en cuenta la topología del VSD lo antes posible.
  • El hecho de considerar los VSD (y los filtros) con antelación le permitirá reducir el tamaño de los transformadores y generadores en un 10-30 % en comparación con los enfoques convencionales. También afecta al dimensionamiento del conmutador.
  • Perfeccione el diseño para obtener los máximos beneficios colocando los filtros centralizados estratégicamente y decidiendo cuándo utilizar la tecnología AFE para obtener la mejor ventaja.

Planifique primero los convertidores: A continuación, dimensione los demás componentes del sistema

Al diseñar sistemas para el cumplimiento de armónicos, elegir el mejor convertidor de frecuencia para el control de velocidad variable reducirá la distorsión armónica total (THD). Al reducir la THD, puede optimizar el dimensionamiento de todos los demás componentes.

El uso de los convertidores de frecuencia tradicionales o de armónicos ultrabajos adecuados puede reducir el coste de adquisición y funcionamiento

  • Componentes del suministro
  • Componentes de la red
  • Motores y cargas del convertidor

Siga estos 3 pasos

Siga estos pasos para seleccionar el convertidor de frecuencia y el filtro con antelación y, a continuación, reduzca el dimensionamiento de todos los demás equipos para obtener el máximo beneficio. O póngase en contacto con Danfoss para obtener asistencia en el diseño.

Seleccione cuidadosamente el convertidor de frecuencia y el filtro para equilibrar el coste de capital y las ventajas del sistema. No sobrecompense los armónicos.

Los convertidores de frecuencia de Danfoss son compatibles con todos los tipos de motores, para garantizar que pueda seleccionar la mejor tecnología de motor para la tarea, sin barreras. Seleccione cuidadosamente el motor y la carga del convertidor de frecuencia para equilibrar el coste de capital, la mejor eficiencia y el esfuerzo de mantenimiento óptimo. Evite sobredimensionar el motor y el convertidor de frecuencia, ya que esto proporciona la mejor huella armónica y mantiene el CAPEX lo más bajo posible.

Ventajas para usted:

  • Menores costes operativos (OPEX), leyes de afinidad, menor desgaste de los motores y cargas del convertidor, menos averías.
  • Control de velocidad óptimo para reducir el consumo de energía y reducir drásticamente las emisiones directas de Scope 2.
  • El convertidor ofrece una gama de otras funciones, como la monitorización basada en condiciones integrada en el convertidor, para una advertencia temprana del desgaste del motor y menos fallos.
  • Al elegir un convertidor de frecuencia con medidor de red integrado, es posible supervisar la calidad de la tensión durante el funcionamiento y recibir una notificación si se puede mejorar la eficiencia de la instalación añadiendo un equipo de mitigación central adicional.

Impacto en las emisiones y los costes:

  • Equilibrar el CAPEX y los beneficios.
  • Reduzca significativamente las emisiones de terceros de Alcance 3: aprovisionamiento, reparación y sustitución de las emisiones.

¿Sabía que es posible reducir el tamaño de los transformadores y los generadores de reserva cuando los niveles de distorsión de los convertidores de frecuencia y los filtros armónicos son bajos? Al tomar medidas para reducir el tamaño del transformador o del grupo electrógeno, puede reducir tanto el coste de capital (CAPEX) como el coste operativo (OPEX) con una serie de otros beneficios:

  • Eficiencia mejorada con menos calor generado
  • Reducción de las emisiones directas de Alcance 2 (energía/combustible)
  • Reducción de las emisiones de terceros de Alcance 3 (aprovisionamiento, reparación y sustitución)

Reduzca el tamaño de sus componentes de red, como conmutadores, salas eléctricas, MCC, fusibles y cables, asegurándose de que las frecuencias armónicas y los niveles de distorsión de los convertidores y los filtros sean bajos.

Ventajas de emisiones y costes para su proyecto:

  • Coste de capital reducido (CAPEX) y menores pérdidas creadas
  • Menores costes operativos (OPEX), menos calor generado y mayor eficiencia
  • Reducción de las emisiones directas de Alcance 2 (energía/combustible)
  • Reducción de las emisiones de terceros de Alcance 3 (aprovisionamiento, reparación, sustitución y reciclaje)

Reduzca los costes operativos utilizando correctamente los equipos conectados, controlando las cargas del convertidor y minimizando los problemas de red.

Ventajas en emisiones y costes:

  • Reducción de OPEX
  • Reducción de las emisiones de Alcance 1 y 2 (emisiones directas e indirectas)

Planificar una actualización

Elija bien para obtener ahorros significativos en gastos operativos (OPEX)

En un proyecto de actualización, normalmente necesita maximizar el impacto del reacondicionamiento sin sobrecargar la infraestructura eléctrica existente.

Las elecciones correctas pueden reducir significativamente sus costes operativos. Elija los convertidores de frecuencia adecuados para evitar la sobrecarga de su sistema. Considere la posibilidad de ponerse en contacto con una empresa como Danfoss, que entienda el problema y pueda ofrecer la gama completa de soluciones disponibles, ya que los escenarios de sistema difieren y cada solución tiene sus méritos.

Siga estos 3 pasos

  1. Para conectar convertidores de frecuencia adicionales (VSD) a los transformadores existentes, es imperativo conocer la carga existente en el transformador
  2. Realice un estudio de armónicos para determinar el nivel de distorsión ya presente. Utilice la herramienta MyDrive® Harmonics para determinar el impacto de los armónicos en su sistema y, a continuación, calcular las ventajas de las soluciones de mitigación de armónicos de Danfoss
  3. Diseñe el sistema para «limpiar» cualquier distorsión armónica existente, así como para garantizar que la nueva carga del convertidor se pueda añadir sin problemas

Con un amplio portfolio de opciones tecnológicas de mitigación, tiene la libertad de seleccionar el mejor enfoque. Danfoss ofrece asistencia para el diseño de su sistema y ofrece una gama completa de soluciones de mitigación.

Póngase en contacto con nosotros para obtener asesoramiento.

Maximice el rendimiento del sistema con nuestras soluciones de mitigación de armónicos

Casos prácticos

¿Desea obtener más información sobre la distorsión armónica?

Vea la entrevista y descubra lo que nuestro experto tiene que decir sobre las interferencias armónicas y la distorsión armónica total, y cómo abordarlas de la forma más eficiente posible, optimizando al mismo tiempo su sistema.

Arroje luz sobre el rendimiento de su sistema

Utilice la herramienta MyDrive® Harmonics para calcular las frecuencias de armónicos y las interferencias en su sistema y diseñar una solución de mitigación de armónicos que se adapte a sus necesidades. Simplemente utilice el simulador de circuito de potencia incluido para realizar una simulación de su sistema para poder identificar dónde deben realizarse cambios. Y controlar los armónicos generados de la forma más eficiente posible.

Productos relacionados

Danfoss ofrece un portfolio completo de productos para la mitigación de armónicos en rangos de alta y baja potencia, compatibles con todos los tipos de motores. La gama incluye convertidores de frecuencia de bajos armónicos, convertidores front-end activos, filtros activos y pasivos, y filtros de entrada y filtros de salida.  Nuestras ofertas de servicioDrivePro® también le ayudan a garantizar un funcionamiento sin problemas y una larga vida útil del producto. Los servicios DrivePro® ayudan a identificar problemas potenciales causados por una distorsión armónica excesiva, combinados con recomendaciones para acciones de mitigación específicas.

  • if (isSmallPicture) { VACON® 3000 Enclosed Drive; } else if (isBigColumns) { VACON® 3000 Enclosed Drive } else { VACON® 3000 Enclosed Drive }
    VACON® 3000 Enclosed Drive

    Los convertidores de media tensión en armario están listos para funcionar y ofrecen un enfoque completamente nuevo para lograr lo último en rendimiento y confiabilidad. Seleccione el armario estándar para comenzar a trabajar rápidamente..

  • if (isSmallPicture) { ; } else if (isBigColumns) { } else { }
    Advanced Active Filter AAF 007 de Danfoss

    Mitigue los armónicos, corrija el factor de potencia y compense el desequilibrio, todo en un solo producto. El filtro AAF 007, que ofrece una eficiencia excepcionalmente alta, se adapta a todos los convertidores de frecuencia de Danfoss.

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