IEEE 519-2022 limita la distorsión de tensión en el PCC según el nivel de tensión: de 5,0 % por armónico y 8,0 % de THD en baja tensión hasta 1,0 % y 1,5 % por encima de 161 kV. El operador de red debe cumplirlo con dos criterios estadísticos: el percentil 99 diario de valores de 3 s y el percentil 95 semanal de valores de 10 min.
Respuesta corta
IEEE 519-2022 fija en su Tabla 1 los límites de distorsión de tensión en el punto de acople común (PCC): un valor máximo para cada armónico individual y otro para el THD, que dependen del nivel de tensión del PCC. Se evalúan con dos criterios: el percentil 99 diario de los valores de 3 segundos debe ser menor que 1,5 veces la tabla, y el percentil 95 semanal de los valores de 10 minutos debe ser menor que la tabla. Los debe cumplir el operador de red.
La Tabla 1
Los límites se expresan en porcentaje de la tensión nominal a frecuencia industrial en el PCC, para armónicos enteros hasta el orden 50 (cláusula 5.1):
| Tensión en el PCC | Armónico individual (h ≤ 50) | THD |
|---|---|---|
| Hasta 1,0 kV | 5,0 % | 8,0 % |
| Más de 1 kV hasta 69 kV | 3,0 % | 5,0 % |
| Más de 69 kV hasta 161 kV | 1,5 % | 2,5 % |
| Más de 161 kV | 1,0 % | 1,5 % |
La Tabla 1 tiene una nota: los sistemas de alta tensión pueden tener hasta 2,0 % de THD cuando la causa es un terminal de corriente continua en alta tensión (HVDC) cuyos efectos se atenúan en los puntos de la red donde se conectarían futuros usuarios. Esa excepción solo cubre la fila de más de 161 kV.
Tres precisiones para leerla bien:
- Referencia. Los porcentajes son sobre la tensión nominal a frecuencia industrial en el PCC, no sobre la tensión medida en cada instante.
- Fase-neutro. La norma habla de armónicos de tensión línea-neutro.
- Orden máximo. La tabla aplica a armónicos cuyas frecuencias son múltiplos enteros de la frecuencia industrial, hasta el 50.º inclusive. Los componentes entre armónicos (interarmónicos) tienen un tratamiento aparte, que se explica en Interarmónicos en IEEE 519-2022: Anexo A explicado.
Cómo se evalúan: los dos criterios estadísticos
La cláusula 5.1 establece, en el PCC:
| Valor medido | Período | Se compara con |
|---|---|---|
| Percentil 99 de valores de 3 s (muy corto plazo) | Cada día | Menor que 1,5 veces el valor de la Tabla 1 |
| Percentil 95 de valores de 10 min (corto plazo) | Cada semana | Menor que el valor de la Tabla 1 |
Hay una diferencia con la corriente armónica: para la tensión la norma no usa el percentil 99 semanal de valores de 10 minutos. La cláusula 4.4 lo dice expresamente: ese valor no se recomienda para los armónicos de tensión.
Con un ejemplo numérico, para un PCC en 13,2 kV (entre 1 kV y 69 kV) y el 5.º armónico, el valor de la tabla es 3,0 %. Entonces el percentil 95 semanal de 10 min debe ser menor que 3,0 % y el percentil 99 diario de 3 s debe ser menor que 4,5 % (1,5 × 3,0 %). Para el THD, 5,0 % y 7,5 %. Los valores son aritmética de la tabla; no son resultados de una medición.
Qué son esos percentiles y cómo se construyen se explica en Medir armónicos para IEEE 519: ventana de 12 ciclos y en Percentil 95 y 99 en IEEE 519: cómo se evalúa. Aquí basta saber que el criterio no es “ninguna lectura debe superar el límite”: el 1 % más alto de los valores de 3 s de un día puede pasar de 1,5 veces la tabla, y el 5 % más alto de los valores de 10 min de una semana puede pasar de la tabla, sin que haya incumplimiento.
Quién debe cumplirlos
A diferencia de la corriente, el límite de tensión recae en el propietario u operador del sistema: la cláusula 5.1 dice que los propietarios u operadores del sistema limitarán los armónicos de tensión en el PCC. La Introducción y la cláusula 5 explican la lógica de responsabilidad compartida:
- Los usuarios limitan las corrientes armónicas que inyectan, a valores razonables y repartidos de forma equitativa.
- Si limitar la corriente no basta para mantener la tensión en niveles aceptables, el operador debería actuar sobre las características de la red, por ejemplo modificando su impedancia.
- El usuario no debería agregar equipos que cambien esa impedancia de modo que empeore la distorsión. La norma pide controlar esos equipos como si fueran fuentes de armónicos.
En la práctica esto significa que un usuario puede cumplir su límite de corriente y, aun así, ver una distorsión de tensión alta: el nivel de tensión depende del conjunto de usuarios y de la impedancia del sistema. La guía Resonancia en bancos de condensadores muestra un caso típico en que un equipo agregado por el usuario cambia esa impedancia.
Para qué sirven los límites de tensión
Los límites de tensión se dan, según la Introducción y la cláusula 1.2, para reducir los efectos negativos sobre los equipos del usuario y del sistema. La cláusula 1 enumera esos efectos: interferencia en circuitos de comunicación y otros equipos, mayores pérdidas y calentamiento en motores y transformadores, y resonancias con condensadores de compensación que pueden elevar la distorsión de tensión y de corriente.
Por eso la tensión es el indicador que “ven” todos los usuarios de un mismo PCC, y la corriente es la causa que cada usuario controla. Para el THD en sí (definición, fórmula y diferencia entre THDv, THDi y TDD) vea THD: qué es, cómo se calcula y límites IEEE 519.
El punto donde se aplican estos límites se define en PCC en IEEE 519: dónde se miden los límites de armónicos. Los límites de corriente que debe cumplir el usuario están en Límites de corriente armónica y TDD según Isc/IL, y el reparto de responsabilidades entre usuario y operador, en Alcance de IEEE 519: quién responde por los armónicos. Para comparar un espectro puntual con la Tabla 1 puede usar nuestra herramienta gratuita de distorsión armónica THD y TDD.
Qué hacer si el PCC supera los límites
La norma no detalla medidas concretas, pero el camino habitual es identificar si la causa está en la corriente que inyectan los usuarios o en la impedancia de la red. Las medidas de mitigación se tratan en Filtro de armónicos activo vs pasivo y en Filtros de armónicos IEEE 1531. Un estudio con el modelo de la red es la forma de comprobar cualquier medida antes de instalarla.
Le ayudamos con la evaluación
En Tiza Group hacemos estudios de calidad de potencia y de armónicos: evaluamos su PCC frente a la Tabla 1, identificamos el origen de la distorsión y definimos las medidas si hace falta corregir.
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Referencias
- IEEE Std 519-2022, IEEE Standard for Harmonic Control in Electric Power Systems: cláusula 5 (introducción); cláusula 5.1 y Tabla 1 (límites de tensión y criterio estadístico); cláusula 4.4 (evaluación estadística; el percentil 99 semanal no se recomienda para tensión); cláusula 1 y cláusula 1.2 e Introducción (efectos, propósito y responsabilidad compartida).
Preguntas frecuentes
¿Quién responde por los límites de tensión armónica, el usuario o el operador de red?
La cláusula 5.1 dice que los propietarios u operadores del sistema deben limitar los armónicos de tensión fase-neutro en el PCC. El usuario responde por la corriente que inyecta; la tensión resultante depende también de la impedancia de la red y de los demás usuarios.
¿Los límites de la Tabla 1 se comparan con la tensión de línea o con la de fase?
Con la tensión fase-neutro, y en porcentaje de la tensión nominal a frecuencia industrial en el PCC. Se aplican a los armónicos enteros hasta el orden 50 inclusive.
¿Por qué algunas redes de alta tensión pueden tener hasta 2,0 % de THD?
La nota de la Tabla 1 permite hasta 2,0 % de THD en sistemas de más de 161 kV cuando la causa es un terminal HVDC cuyos efectos se atenúan en los puntos de la red donde se conectarían futuros usuarios. Es una excepción específica, no el límite general.