Esistono diverse opzioni per mitigare i problemi delle armoniche nei sistemi di potenza. Sfortunatamente, non esiste una soluzione adatta a tutte le applicazioni. La chiave è rilevare e scegliere l'opzione giusta per le tue esigenze. La mancata riduzione di queste correnti elettriche indesiderate può portare a problemi che vanno dal surriscaldamento di conduttori e trasformatori neutri, a operazioni inefficienti di apparecchiature elettroniche. Gli allarmi imprevisti dell'unità di frequenza variabile (VFD), i problemi di PLC e dei blocchi del computer sono problemi comuni che provengono da un eccesso di armoniche nel sistema di distribuzione.
Per determinare la soluzione migliore per mitigare le armoniche indesiderate, inizia studiando l'attrezzatura che sospetta genera le correnti più armoniche. Il più delle volte sono attuatori a frequenza variabile (VDF). Utilizzare le apparecchiature di misurazione per misurare e analizzare le frequenze e le ampiezze delle armoniche. È molto più semplice di quanto sembri. Gli analizzatori e i registratori di qualità elettrica misurano e registrano questi valori, calcolano la distorsione dell'onda sinusoidale a 60 Hz creata dalle armoniche e consentono il download di dati su un computer, al fine di eseguire un'analisi più profonda. Il parametro chiave che calcola questa apparecchiatura di analisi è la distorsione armonica totale (THD). Il TDH viene calcolato sia per la tensione che per la corrente. Una volta completato il processo di misurazione.
Qual è il modo migliore per procedere con la misurazione dei valori necessari? Misurare solo la quantità di THD in un momento e l'acquisizione di un filtro per mitigare queste correnti armoniche non è probabilmente la soluzione migliore. Il motivo è che la frequenza e le magnitudini delle correnti armoniche che vengono create dal VFD normalmente variano quando il carico cambia nell'inverter. Ad esempio, un determinato VFD può creare molte armoniche di grandezza relativamente bassa quando caricata leggermente, ma produrre frequenze armoniche più importanti con carichi pesanti. Se i dati armonici vengono registrati una sola volta per un tempo relativamente breve, è probabile che i dati necessari sfuggiscano.
Filtri armonici, persiane e altri dispositivi utilizzati per mitigare le armoniche sono stati progettati per funzionare con determinate armoniche e in determinate condizioni operative. Quando si seleziona un filtro armonico per mitigare le armoniche generate mentre il VFD viene accusato leggermente, è molto probabile che si finisca per commettere un errore quando si acquista il filtro armonico. Potresti scoprire che i problemi più gravi vengono generati in altri momenti durante il funzionamento dell'impianto.
Se si desidera mitigare i problemi con le armoniche, segui questi passaggi:
1. Identificare qualsiasi attrezzatura non lineare sospetto (i VFD sono tipici) che ritieni stia causando il flusso di armoniche indesiderate nel sistema di distribuzione.
2. Configurare un analizzatore o un registratore della qualità dell'elettricità per registrare i dati. Collegare lo strumento nel punto in cui il VFD si collega ad altri carichi nel sistema. Questo punto è ciò che viene definito punto di accoppiamento comune (PCC) nelle strutture industriali. Sebbene alcuni registratori possano essere installati permanentemente, ha senso utilizzare un analizzatore portatile collegato e posizionarlo in modo sicuro all'interno del mobile elettrico appropriato per la durata dello studio record.
3. Assicurati sempre di mantenere le precauzioni di sicurezza elettrica quando si collega e si scollegano questo tipo di apparecchiatura.
4. Registra i dati per almeno un ciclo vegetale per garantire che i dati acquisiscano gli eventi delle armoniche più gravi. Ottieni record delle operazioni e dei processi dell'impianto durante questo ciclo e confrontarli con i dati registrati.
5. Scarica i dati su un PC per procedere con la sua analisi con il software analizzatore. Successivamente, osservare le armoniche create in momenti diversi durante il funzionamento dell'unità. Confronta i dati delle armoniche con i dati operativi dell'impianto. Fai domande, come: "Durante quali eventi e operazioni dell'impianto creano la massima distorsione delle armoniche?" "Qual è il carico di output del mio VFD in quel momento?" Questo sarà probabilmente il punto operativo del VFD in cui le armoniche verranno corrette.
L'IEEE raccomanda che la distorsione armonica totale (THD) della frequenza fondamentale di 60 Hz in questo PCC non superi la tensione del 5%. Per applicare un'azione correttiva.
6. Se possibile, prova a mettere in relazione eventuali problemi della pianta riscontrati durante la registrazione dei dati sulle armoniche con i valori di THD e i livelli armonici in quel momento. Ad esempio, se un PLC produce un falso allarme ad alta temperatura nell'apparecchiatura contemporaneamente che il carico cambia nel VFD e un motore di grandi dimensioni inizia nell'impianto, potresti aver scoperto il problema delle armoniche. La tua risposta potrebbe essere l'applicazione di un filtro progettato per quel particolare carico VFD.
7. Infine, lavora con il produttore VFD che ha il problema per scegliere il modo migliore per mitigare le armoniche. Attraverso una serie di domande e un'analisi ingegneristica, il tuo provider VFD ti aiuterà a determinare la soluzione migliore e la fornirà al fine di mitigare le armoniche indesiderate.
