El subministrament elèctric pot comportar diverses pertorbacions i, entre elles, una de les més peculiars correspon als harmònics. Això és perquè, a diferència d'altres pertorbacions ocasionades per la generació de l’electricitat, l’origen dels harmònics es troba en algunes d’aquestes càrregues.
Els harmònics provenen concretament de les càrregues no lineals, en les quals no existeix una proporcionalitat entre el corrent i la tensió, i això provoca distorsions harmòniques consistents en ones sinusoidals la freqüència de les quals és un múltiple enter del senyal fonamental. La combinació d’aquests harmònics amb el senyal fonamental deforma l’ona resultant i afecta de manera negativa el funcionament dels equips instal·lats.
Els harmònics tenen el seu origen principalment en aparells d’ús tan estès com variadors de freqüència (VFD), motors d’inducció, fonts d’alimentació commutades i equips electrònics de diversa mena, per citar els més habituals. La introducció generalitzada de l’electrònica en tota mena d’instal·lacions ha estat un dels principals factors que han fomentat els harmònics, ja que es tracta de dispositius que rectifiquen d’AC a DC, sovint commuten a alta freqüència i la seva impedància no és constant.
En termes generals, els harmònics disminueixen l’eficiència en augmentar la potència aparent, que no la real, fet que obliga a dimensionar per excés la instal·lació elèctrica amb el consegüent sobrecost. També poden sobreescalfar equips com motors, cables, condensadors o transformadors, escurçar-ne la vida útil i augmentar els costos i els temps d’inactivitat.
La reducció del factor de potència és un altre efecte advers dels harmònics, que consisteix a consumir un corrent desproporcionadament alt respecte a la potència, cosa que comporta una penalització econòmica per part del proveïdor elèctric. D’altra banda, els equips més sensibles poden malinterpretar els senyals i experimentar interferències electromagnètiques. Com a conseqüència, els resultats obtinguts són més erronis i menys fiables.
Un efecte literalment visible dels harmònics és el parpelleig o flickering, és a dir, variacions en la intensitat de la il·luminació que són perceptibles, i molestes, per a les persones.
La llarga llista d’inconvenients provocats pels harmònics inclou, així mateix, el disparament inadequat de dispositius de protecció com interruptors automàtics, diferencials o relés, que dona lloc a aturades no desitjades, i fenòmens d’amplificació o ressonància per coincidència de les freqüències dels harmònics amb freqüències operatives en les càrregues, que poden multiplicar les conseqüències en sobreescalfaments i fallades especialment greus.
La millor solució passa, com és natural, per impedir que es produeixin. Per a això és convenient recórrer a convertidors i rectificadors la configuració dels quals impedeixi o minimitzi la generació d’harmònics. També convé modernitzar els antics sistemes d’alimentació ininterrompuda (SAI), substituint-los per models de baixa distorsió, dotats d’un avançat control digital i caracteritzats per topologies que anul·len els harmònics oferint al mateix temps unes excel·lents prestacions.
Quan els harmònics fan acte de presència en les instal·lacions també és recomanable afegir filtres antiharmònics, que són capaços de compensar el factor de potència reactiu de les càrregues inductives i impedir que es produeixin ressonàncies.
MONTAWEB.com