Análisis de las formas de mitigación de armónicos producidos por cargas eléctricas no lineales, para obtener la mejor selección técnica en industrias cerámicas

Abstract

El sector cerámico es importante en el Perú debido a que presenta, de acuerdo a los últimos estudios en el 2022, un consumo per cápita anual aproximado de 1.7m2/hab. En consecuencia, también genera empleo de forma directa e indirecta debido a la gran demanda en el mercado nacional. Adicionalmente, el crecimiento de la industria cerámica se asocia con la implementación de nuevas tecnologías que originan el incremento de cargas no lineales. Éstas son las causantes de la presencia de armónicos en el suministro eléctrico que alteran el correcto funcionamiento de las máquinas. El presente trabajo de investigación estudia las formas de mitigación de armónicos para seleccionar la más adecuada en la industria cerámica y prevenir daños materiales y personales. Para este fin, se recopiló la información de la unidad de análisis, partiendo de la medición de los parámetros más importantes dentro de la industria cerámica. Por lo cual, a través de un analizador de redes se verifica los datos en cinco puntos distintos del diagrama unifilar. Posteriormente, se realiza la interpretación correspondiente. Los datos obtenidos de las mediciones se sistematizan a través de los softwares: PowerVision Plus, Excel, Autocad principalmente. Enseguida, se establecen los indicadores más importantes y se calculan los parámetros límites de la distorsión de armónicos de acuerdo a la norma IEEE Std. 519 - 2014. De esta forma, se analizan las principales características incluyendo los precios correspondientes de las dos principales formas de mitigación de armónicos existentes: filtro pasivo y filtro activo. Finalmente, se plantean conclusiones y recomendaciones de acuerdo a los resultados obtenidos del análisis de indicadores para seleccionar el filtro adecuado en las industrias cerámicas.

The ceramic sector is important in Peru because it presents, according to the latest studies in 2022, an approximate annual per capita consumption of 1.7m2/inhab. Consequently, it also generates employment directly and indirectly due to the great demand in the national market. Additionally, the growth of the ceramic industry is associated with the implementation of new technologies that originate the increase in non-linear loads. These are the causes of the presence of harmonics in the electrical supply that alter the correct functioning of the machines.

This research work studies harmonic mitigation forms to select the most appropriate in the ceramic industry and prevent material and personal damage. For this purpose, the information of the analysis unit was collected based on the measurement of the most important parameters in the ceramic industry. Therefore, through a network analyzer, the data is verified in five different points of the single-line diagram. Subsequently, the corresponding interpretation is made. The data obtained from the field measurements are systematized through the software: PowerVision Plus, Excel, Autocad mainly. Next, the most important indicators are established and the harmonic distortion limit parameters are calculated according to the IEEE Std. 519 - 2014 standard. Thus, the main characteristics are analyzed, including the corresponding prices of the two main forms of mitigation of existing harmonics: passive filter and active filter. Finally, conclusions and recommendations are proposed according to the results obtained from the analysis of indicators to select the appropriate filter in the ceramic industries.