Tasa de distorsión armónica (THD): Definición

 

El THD (Total Harmonic Distorsion), o tasa de distorsión armónica, se definió como consecuencia de la necesidad de poder cuantificar numéricamente los armónicos existentes en un determinado punto de medida. Las expresiones siguientes se utilizan para calcular el THD.

 

donde h1, h2, … hn representan el valor eficaz de los armónicos de orden 1, 2, ..., n. 

El THD, representa la distorsión total armónica con respecto a la señal total, mientras que el THDf representa la distorsión total armónica con respecto a la componente fundamental, o lo que es lo mismo, la señal que deberíamos tener si no hubiera armónicos. 

En Europa se utiliza el THDf, lo que significa que cuando una instalación eléctrica se ve afectada por numerosos armónicos es posible que la distorsión total armónica supere  el 100% lo que indicaría que en esa instalación o punto de medida hay más armónicos que componente fundamental. 

De esta expresión se deduce también que cuando no hay armónicos el THD es igual a cero. Por tanto, se debe tratar de que el THD sea lo más bajo posible. Una práctica habitual es tratar de que el THD de corriente en una instalación sea inferior al 10 -15%, sobre todo en aquellos puntos donde esta distorsión esté causada por equipos cuya potencia sea comparable a la potencia suministrada por los transformadores de entrada. Este dato es igualmente válido para los centros de transformación.

 

Al mismo tiempo existe un THD referido a la tensión y uno referido a la corriente, de tal manera que se puede conocer la distorsión total armónica de la tensión y la corriente, esto es, THDi y THDv. El THDi es generado por la carga, mientras que el THDv se genera por la fuente como resultado de una corriente muy distorsionada. Esto quiere decir que cuantas más cargas distorsionantes se tenga en una instalación, mayores posibilidades habrá de que se produzca una distorsión armónica de la tensión. A continuación, se presenta un ejemplo de cálculo del THD. 

Figura 1.- Ejemplo de cálculo de la distorsión armónica THD.

En las figuras 2 y 3 se muestran dos formas de onda y su correspondiente espectro armónico. La forma de onda de la figura 2 corresponde a una señal prácticamente senoidal, esto es, sin armónicos, su TDH es cercano al 0% y su TDHv del 2,5%. Su espectro confirma este hecho, ya que en él sólo aparece el armónico de orden 1 (componente fundamental de 50Hz) y el armónico de orden 5 (de valor despreciable). La forma de onda de la figura 3 corresponde a una señal de corriente que está deformada. Su espectro está formado por armónicos de orden 1, 3, 5, 7, y 9, siendo los armónicos de orden superior prácticamente despreciables, en este caso el TDH es considerablemente superior a cero e igual al 79,1%.

Figura 2.- Forma de onda senoidal y su espectro armónico

Figura 3.- Forma de onda deformada y su espectro armónico

En una instalación eléctrica, donde por ella circula corriente AC, el espectro está formado por componentes armónicos de orden impar (ver figura 3). Los armónicos de orden par (DC, 2, 4, …) aparecen principalmente en la instalación cuando por ella circulan tensiones o corrientes con componente continua.

FUENTE:

La amenaza de los armónicos y sus soluciones (A. Perez Miguel, N. Bravo de Medina, M. Llorente Anton)