Herramienta de ingeniería gratuita
Calculadora de THD
con verificación según IEEE 519 y EN 50160.
Ingrese un espectro armónico de tensión o de corriente. Obtenga THD, THD-R y TDD, y vea qué armónicos superan los límites de IEEE 519-2022. Sin registro.
Espectro armónico
| Orden (h) | Valor |
|---|
Resultado
Cómo funciona la calculadora de THD
La distorsión armónica total (THD) es la suma RMS de todas las componentes armónicas dividida por la fundamental. Ingrese cada armónico como porcentaje de la fundamental, o como valor RMS en voltios o amperios junto con la fundamental, y la calculadora devuelve:
- THD respecto de la fundamental, la definición que usan IEEE 519 y EN 50160;
- THD-R respecto del valor RMS total, que algunos instrumentos muestran en su lugar y que siempre es menor;
- para la corriente, TDD (distorsión total de demanda), que es la corriente armónica dividida por la corriente máxima de demanda IL en lugar de la carga de hoy.
La fórmula, con Vh el valor RMS del armónico de orden h y V1 la fundamental:
THD = √(V2² + V3² + … + V50²) / V1 × 100 %
La mayoría de las normas suman los armónicos hasta el orden 50 (EN 50160 hasta el 40). Omitir pequeños valores de orden alto cambia muy poco el resultado, porque cada uno se eleva al cuadrado.
THD o TDD: por qué la distorsión de corriente puede alarmar con carga ligera
El THD de corriente se mide respecto de la corriente fundamental que circula ahora. Con carga ligera un variador puede mostrar un THD de corriente del 80 % o más, y aun así los amperios armónicos reales son pocos. Por eso IEEE 519 limita la corriente con el TDD, que divide por la corriente máxima de demanda IL (normalmente el promedio de las demandas máximas mensuales de 12 meses). Si solo tiene una lectura, ingrese IL como porcentaje de la fundamental de hoy: por ejemplo, si la demanda máxima habitual del sitio es el doble de la carga de hoy, ingrese 200.
Límites de IEEE 519 que usa la calculadora
IEEE 519 fija los límites en el punto de acoplamiento común con la compañía eléctrica, no en cada máquina. Los límites de tensión dependen de la tensión de la barra:
| Tensión de barra en el PCC | Armónico individual | THD |
|---|---|---|
| 1 kV o menos | 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 % |
Los límites de corriente dependen de la relación de cortocircuito ISC/IL: una red fuerte (relación alta) puede absorber más corriente armónica antes de que la tensión se distorsione. Para sistemas de 120 V a 69 kV, como porcentaje de IL:
| ISC/IL | h < 11 | 11–16 | 17–22 | 23–34 | 35–50 | TDD |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Menos de 20 | 4.0 | 2.0 | 1.5 | 0.6 | 0.3 | 5.0 |
| 20 a 50 | 7.0 | 3.5 | 2.5 | 1.0 | 0.5 | 8.0 |
| 50 a 100 | 10.0 | 4.5 | 4.0 | 1.5 | 0.7 | 12.0 |
| 100 a 1000 | 12.0 | 5.5 | 5.0 | 2.0 | 1.0 | 15.0 |
| Más de 1000 | 15.0 | 7.0 | 6.0 | 2.5 | 1.4 | 20.0 |
La edición 2022 mantuvo estos valores pero relajó la regla para los armónicos pares: los órdenes 2, 4 y 6 se limitan al 50 % del valor de la tabla, y los órdenes pares por encima de 6 al 100 % (la edición 2014 usaba 25 % para todos los órdenes pares). La calculadora aplica la regla de 2022. Resumen del cambio: IEEE 519-2022 update, powerquality.blog y nota de aplicación MIRUS AN003.
Estos valores se reproducen para una verificación preliminar. Para un contrato, una conversación con la compañía eléctrica o un informe de cumplimiento, use la propia norma.
EN 50160 y THD de tensión
Para la alimentación pública en baja y media tensión, la EN 50160 espera que el THD de tensión se mantenga en o por debajo de 8 % (armónicos hasta el orden 40) durante el 95 % de los valores de 10 minutos de una semana. Una sola lectura por encima del 8 % no es, por sí sola, un incumplimiento, y una sola lectura por debajo no prueba el cumplimiento.
Qué hacer con un resultado alto
- Averigüe de dónde vienen los armónicos. Mida al mismo tiempo en la acometida y en las mayores cargas no lineales (variadores, rectificadores, UPS, iluminación LED, cargadores de vehículos eléctricos).
- Verifique la resonancia antes de añadir capacitores. Los capacitores de corrección del factor de potencia pueden amplificar un armónico en lugar de reducirlo. Nuestra guía de armónicos y factor de potencia explica el riesgo.
- Mida a lo largo del tiempo. Los niveles de armónicos cambian con la producción, los turnos y la red que lo rodea. La propia IEEE 519 se evalúa con percentiles 95 y 99 a lo largo de días y semanas.
- Elija la mitigación con datos. Las reactancias de línea, los filtros pasivos o activos y los variadores multipulso se adaptan cada uno a un espectro distinto.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es un buen valor de THD?
Para la tensión en baja tensión, menos del 5 % es cómodo y 8 % es el límite común en IEEE 519 y EN 50160. Para la corriente, juzgue el TDD según su relación de cortocircuito, no el THD frente a un número fijo.
¿Por qué mi THD de corriente es mucho mayor que mi THD de tensión?
Las cargas no lineales consumen corriente distorsionada; la tensión solo se distorsiona en proporción a esa corriente por la impedancia de la fuente. Una red fuerte mantiene bajo el THD de tensión aunque el THD de corriente sea alto.
¿El THD es lo mismo que THD-F y THD-R?
El THD-F (o simplemente THD) usa la fundamental como referencia. El THD-R usa el valor RMS total y siempre es menor. IEEE 519 y EN 50160 usan la fundamental.
¿Puedo usar esta calculadora para el cumplimiento?
No. Es una herramienta de verificación preliminar para un conjunto de valores. El cumplimiento requiere una campaña de medición con un instrumento adecuado en el punto de acoplamiento común. Hable con un ingeniero de Inspector sobre cómo medirlo correctamente.