Inquinamento armonico del sistema e distorsione armonica totale

"Il vostro sistema di distribuzione elettrica soffre di un grave inquinamento armonico. Il tasso di distorsione armonica supera il 30% e richiede un trattamento!""Le armoniche sono eccessive e rappresentano una seria minaccia per le apparecchiature elettriche. Guarda, il tasso di distorsione armonica sul contatore è del 45%!""Il tasso di distorsione armonica è solo del 6%. È davvero così grave?"

 

Negli ultimi anni, poiché la questione delle armoniche nei sistemi di alimentazione è stata ampiamente discussa, ogni responsabile elettrico ha acquisito una sufficiente comprensione delle armoniche. Tuttavia, come giudicare il grado di inquinamento armonico in un sistema sembra essere chiaro e ambiguo.

Ciò è chiaro perché lo standard nazionale sulla qualità dell'energia - Armoniche nelle reti di alimentazione pubblica fornisce definizioni chiare e criteri di giudizio per i livelli di inquinamento armonico e i misuratori della qualità dell'energia possono misurare parametri armonici specifici.

 

È ambiguo perché il tasso di distorsione armonica comunemente utilizzato-una percentuale che può essere facilmente e direttamente misurata dai misuratori della qualità dell'energia-non può sempre riflettere in modo definitivo l'inquinamento armonico.

 

Distorsione armonica totale (THD)è l'indicatore più frequentemente utilizzato per valutare il grado di inquinamento armonico nei sistemi di alimentazione. È adottato nelle norme tecniche e negli strumenti elettrici come metrica chiave per l'inquinamento armonico di potenza. Il THD è intuitivo e di facile comprensione: in poche parole è la percentuale di contenuto armonico rispetto al contenuto fondamentale, simile al contenuto di alcol nelle bevande alcoliche.

THD è un termine generale. Nelle applicazioni pratiche, la qualità dell'energia di un sistema energetico viene valutata da due prospettive:voltaggioEattuale, rappresentato daDistorsione armonica di tensione totale (THDu)EDistorsione armonica corrente totale (THDi)rispettivamente. Le loro definizioni sono affinate alla percentuale del contenuto di tensione/corrente armonica rispetto al contenuto di tensione/corrente fondamentale.

Diamo prima un'occhiataTHDu.Normalmente, la tensione di un sistema di alimentazione è fissa, con diversi livelli di tensione per varie applicazioni, come bassa-tensione 400 V, media- e alta-tensione 10 kV, 35 kV, ecc. Per una rete con un dato livello di tensione, il valore di THDu può riflettere scientificamente e chiaramente il suo livello di inquinamento armonico. Questo perché il denominatore nella formula THDu-la tensione fondamentale U₁-è costante. Pertanto, maggiore è la tensione armonica U_H, maggiore è il THDu. Gli standard nazionali utilizzano il THDu come indicatore intuitivo per limitare la tensione armonica.

Tensione di rete nominale (kV)	Distorsione armonica di tensione totale (%)	Contenuto di tensione armonica individuale (%)
		Armoniche di ordine-dispari	Armoniche in ordine-pari
0.38	5.0	4.0	2.0
6	4.0	3.2	1.6
10
35	3.0	2.4	1.2
66
110	2.0	1.6	0.8

Qualità dell'alimentazione - Armoniche nelle reti di alimentazione pubbliche Limiti per la tensione armonica

 

Successivamente, esaminiamoDistorsione armonica corrente totale (THDi).In base alla sua definizione e formula, THDi appare simile a THDu. Ma il THDi può misurare l’inquinamento armonico di un sistema in modo così scientifico e chiaro come il THDu?

Prendiamo un esempio: un motore da 37 kW / 380 V dotato di convertitore di frequenza.

Sotto carico normale: corrente fondamentale=50 A, corrente armonica=15 A, quindi THDi=30%.

Sotto carico leggero: corrente fondamentale=10 A, corrente armonica=5 A, quindi THDi=50%.

Da questo esempio, possiamo vederloIl THDi spesso non è in grado di riflettere in modo completo e accurato la reale condizione della corrente armonica.Questo perché il denominatore nel calcolo THDi-la corrente fondamentale-non è fisso. Pertanto, la distorsione armonica della corrente totale calcolata è significativa solo con un tasso di carico specifico, simile all'analogia della concentrazione di alcol.

Un indicatore più importante per valutare il danno della corrente armonica al sistema è ilgrandezza effettiva della corrente armonica, che riflette quanto una sorgente armonica contribuisce all'inquinamento del sistema. È inoltre possibile stabilire limiti ragionevoli per la corrente armonica immessa nella rete in base alla dimensione del sistema elettrico. Gli standard nazionali utilizzano ilvalori di corrente armonica ammissibiliper limitare la corrente armonica immessa dalle utenze nel punto di accoppiamento comune.

Tensione nominale (kV)	Capacità di corto-circuito (MVA)	Ordine armonico e corrente armonica consentita (A)
		2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19
0.38	10	78	62	39	62	26	44	19	21	16	28	13	24	11	12	9.7	18	8.6	16
6	100	43	34	21	34	14	24	11	11	8.5	16	7.1	13	6.1	6.8	5.3	10	4.7	9.0
10	100	26	20	13	20	8.5	15	6.4	6.8	5.1	9.3	4.3	7.9	3.7	4.1	3.2	6.0	2.8	5.4
35	250	15	12	7.7	12	5.1	8.8	3.8	4.1	3.1	5.6	2.6	4.7	2.2	2.5	1.9	3.6	1.7	3.2
66	500	16	13	8.1	13	5.4	9.3	4.1	4.3	3.3	5.9	2.7	5.0	2.3	2.6	2.0	3.8	1.8	3.4
110	750	12	9.6	6.0	9.6	4.0	6.8	3.0	3.2	2.4	4.3	2.0	3.7	1.7	1.9	1.5	2.8	1.3	2.5

Qualità dell'alimentazione - Armoniche nelle reti di fornitura pubbliche Limiti per la corrente armonica

 

 

Dopo aver letto il contenuto di cui sopra, dovresti avere una comprensione più chiara del concetto e dell'applicazione diDistorsione armonica totale (THD).THD è ampiamente utilizzato nella misurazione e analisi delle armoniche, nella formulazione di standard, nella valutazione dell'effetto del filtro e in altri scenari. Comprendere correttamente le caratteristiche e i limiti diTHDuETHDinell'analisi armonica di tensione e corrente ci aiuta a giudicare scientificamente i livelli di inquinamento armonico, a selezionare ragionevolmente i metodi di filtraggio e a implementare una valutazione accurata degli effetti.