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Límites de corriente armónica y TDD según Isc/IL

Tablas 2, 3 y 4 de IEEE 519-2022: límites de corriente armónica y TDD por relación Isc/IL y nivel de tensión, con notas y factores estadísticos.

Por Shadai García, CEO e ingeniero de protecciones de Tiza Group.

Tabla 2: 120 V a 69 kV, en % de ILorden armónico h2–1011–1617–2223–3435–50TDD< 204,02,01,50,60,35,020 a < 507,03,52,51,00,58,050 a < 10010,04,54,01,50,712,0100 a < 1 00012,05,55,02,01,015,0> 1 00015,07,06,02,51,420,0ejemplo: 13,2 kV, Isc/IL de 30 (fila «20 a menos de 50»)5.º y 7.º armónico, valor de la tabla: 7,0 %límite = valor de la tabla × factorpercentil 95 semanal (10 min): menor de 7,0 %percentil 99 semanal (10 min): menor de 10,5 %percentil 99 diario (3 s): menor de 14,0 %Tabla 3: más de 69 kV hasta 161 kVTabla 4: más de 161 kV (tres filas)CadenaIsc/ILFila de la tablaRango de hIndividualTDD© tizagrp.comTabla 2: 120 V a 69 kV, en % de ILorden armónico h2–1011–1617–2223–3435–50TDD< 204,02,01,50,60,35,020 a < 507,03,52,51,00,58,050 a < 10010,04,54,01,50,712,0100 a < 1 00012,05,55,02,01,015,0> 1 00015,07,06,02,51,420,0ejemplo: 13,2 kV, Isc/IL de 30 (fila «20 a menos de 50»)5.º y 7.º armónico, valor de la tabla: 7,0 %límite = valor de la tabla × factorpercentil 95 semanal (10 min): menor de 7,0 %percentil 99 semanal (10 min): menor de 10,5 %percentil 99 diario (3 s): menor de 14,0 %Tabla 3: más de 69 kV hasta 161 kVTabla 4: más de 161 kV (tres filas)CadenaIsc/ILFila de la tablaRango de hIndividualTDD© tizagrp.com
Límites de corriente armónica de IEEE 519-2022: fila de la Tabla 2 según Isc/IL, rangos de orden h y criterios estadísticos. Ubicación en el sistema y principio de funcionamiento. Ilustrativo: los valores reales salen de la placa y del manual del fabricante.
Respuesta corta

IEEE 519-2022 limita la corriente armónica que una instalación inyecta en el PCC con tres tablas según el nivel de tensión. Cada una da un límite por rango de orden armónico y un TDD, escalonados por la relación Isc/IL. Se aplican a la instalación completa y no a un equipo.

Respuesta corta

IEEE 519-2022 limita la corriente armónica que una instalación inyecta en el PCC con tres tablas, según la tensión del PCC: la Tabla 2 (de 120 V a 69 kV), la Tabla 3 (más de 69 kV hasta 161 kV) y la Tabla 4 (más de 161 kV). En cada una, la fila depende de la relación Isc/IL y la columna, del orden del armónico. Los valores son porcentajes de la corriente de demanda máxima IL, y la última columna es el TDD.

Cómo se lee una tabla

Cada tabla tiene cinco rangos de orden armónico h y una columna de TDD. Las filas dependen de la relación Isc/IL, que se explica en Corriente de demanda máxima IL y relación Isc/IL. Los valores son el máximo de distorsión de corriente armónica, en porcentaje de IL:

Tabla 2: 120 V a 69 kV

Isc/IL2 ≤ h < 1111 ≤ h < 1717 ≤ h < 2323 ≤ h < 3535 ≤ h ≤ 50TDD
menor de 204,02,01,50,60,35,0
20 a menos de 507,03,52,51,00,58,0
50 a menos de 10010,04,54,01,50,712,0
100 a menos de 1 00012,05,55,02,01,015,0
más de 1 00015,07,06,02,51,420,0

Tabla 3: más de 69 kV hasta 161 kV

Isc/IL2 ≤ h < 1111 ≤ h < 1717 ≤ h < 2323 ≤ h < 3535 ≤ h ≤ 50TDD
menor de 202,01,00,750,30,152,5
20 a menos de 503,51,751,250,50,254,0
50 a menos de 1005,02,252,00,750,356,0
100 a menos de 1 0006,02,752,51,00,57,5
más de 1 0007,53,53,01,250,710,0

Tabla 4: más de 161 kV (solo tres filas)

Isc/IL2 ≤ h < 1111 ≤ h < 1717 ≤ h < 2323 ≤ h < 3535 ≤ h ≤ 50TDD
menor de 251,00,50,380,150,11,5
25 a menos de 502,01,00,750,30,152,5
50 o más3,01,51,150,450,223,75

Las tablas muestran dos tendencias. Cuanto más baja es la relación Isc/IL, menor es el límite: una red débil tolera menos corriente armónica del usuario. Y, en cada fila, los órdenes altos tienen límites más bajos que los bajos. El mismo escalonamiento se repite a mayor tensión, con valores menores.

Las notas que acompañan las tablas

Las tres tablas llevan las mismas notas:

  1. Armónicos pares. Para órdenes menores o iguales a 6 (h ≤ 6), los armónicos pares se limitan al 50 % de los valores de la tabla.
  2. Corriente continua. Las distorsiones de corriente que producen un desplazamiento de corriente continua, como las de los convertidores de media onda, no se permiten.
  3. Generación. Las instalaciones de generación se limitan a los valores de la fila de menor relación, sin importar su Isc/IL real, salvo que otra norma con alcance aplicable las cubra.

Además, cada tabla define Isc como la corriente máxima de cortocircuito en el PCC e IL como la corriente de demanda máxima en el PCC en condiciones normales de carga.

Un punto del borde. En las Tablas 2 y 3, los rangos aparecen como “100 a menos de 1 000” y “más de 1 000”. El texto no dice en cuál queda una relación exactamente igual a 1 000. Si su instalación está en ese valor, conviene acordar con el operador qué fila se aplica.

Los tres factores que multiplican la tabla

Las tablas dan un valor base. Las cláusulas 5.3, 5.4 y 5.5 definen cómo se compara una medición con él, con tres criterios estadísticos en el PCC:

Valor de la mediciónPeríodoDebe ser menor que
Percentil 99 de valores de 3 sCada día2,0 veces el valor de la tabla
Percentil 99 de valores de 10 minCada semana1,5 veces el valor de la tabla
Percentil 95 de valores de 10 minCada semanaEl valor de la tabla

Con el ejemplo de una instalación de 13,2 kV con Isc/IL de 30 (fila “20 a menos de 50” de la Tabla 2), el 5.º y el 7.º armónico caen en el rango de 2 a menos de 11, con límite de 7,0 %. El percentil 95 semanal de 10 min debe ser menor que 7,0 %, el percentil 99 semanal menor que 10,5 % y el percentil 99 diario de 3 s menor que 14,0 %. Son cifras de la tabla multiplicadas por los factores, no resultados de una medición.

Cómo se obtienen esos percentiles se explica en Percentil 95 y 99 en IEEE 519: cómo se evalúa, y cómo se mide, en Medir armónicos para IEEE 519: ventana de 12 ciclos.

Lo que las tablas no cubren

  • Interarmónicos. Las tablas aplican a corrientes con frecuencias múltiplos enteros de la frecuencia industrial. Para los interarmónicos, la norma indica que los valores límite se desarrollen caso por caso a partir del Anexo A.
  • Generación basada en inversores. Para instalaciones con recursos basados en inversores, la norma remite a otras normas (IEEE 1547 e IEEE 2800). Esa frontera se explica en IEEE 519 con inversores y generación: cuándo aplica.
  • Aumento de límites por filtros o más pulsos. La cláusula 5.6 permite aumentar los límites individuales con multiplicadores si se reducen órdenes bajos. Se trata en Multiplicadores de límites IEEE 519 por pulsos y filtros.

Cómo se relaciona con el estudio de armónicos

El estudio de armónicos usa estas tablas como criterio de aceptación: calcula las corrientes armónicas que la instalación inyectaría en el PCC y las compara con la fila que corresponde. Para el origen de esas corrientes en variadores, vea Armónicos de variadores de frecuencia. La definición del THD y del TDD está en THD: qué es, cómo se calcula y límites IEEE 519.

El límite se aplica en el punto de acople común (vea PCC en IEEE 519: dónde se miden los límites de armónicos) y el de tensión que le corresponde al operador está en Límites de tensión armónica IEEE 519-2022 en el PCC. Para comparar un espectro con la Tabla 2 (hasta 69 kV) puede usar nuestra herramienta gratuita de distorsión armónica THD y TDD.

Le ayudamos a verificar sus límites

En Tiza Group hacemos estudios de calidad de potencia: determinamos su PCC, su relación Isc/IL y la fila de IEEE 519-2022 que le corresponde, y le indicamos qué medidas tomar si la instalación se acerca al límite.

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Referencias

  • IEEE Std 519-2022, IEEE Standard for Harmonic Control in Electric Power Systems: cláusulas 5.3, 5.4 y 5.5 con las Tablas 2, 3 y 4 (límites, notas y factores estadísticos); cláusula 5.6 y Tabla 5 (multiplicadores); cláusula 3.1 (IL y relación de cortocircuito).

Preguntas frecuentes

¿Los límites de la Tabla 2 se aplican a cada variador o a toda la planta?

A la instalación completa, vista desde el PCC. La cláusula 5.3 dice que estos límites no se usan para evaluar una carga no lineal individual, sino la instalación que contiene esas cargas.

¿Qué quiere decir que los armónicos pares se limiten al 50 %?

La nota de las tablas indica que, para órdenes h menores o iguales a 6, los armónicos pares se limitan al 50 % de los valores de la tabla. Es decir, el 2.º, el 4.º y el 6.º tienen la mitad del límite del rango.

¿Una planta de generación sigue la fila que le corresponde por su Isc/IL?

No. La nota de las tablas limita a las instalaciones de generación a los valores de la fila de menor relación (menos de 20 en las Tablas 2 y 3, menos de 25 en la Tabla 4), sin importar su Isc/IL real, salvo que otra norma con alcance aplicable las cubra.

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