Existem várias opções para mitigar os problemas dos harmônicos em sistemas de energia. Infelizmente, não há solução que se adapte a todas as aplicações. A chave é detectar e escolher a opção certa para suas necessidades. A não redução dessas correntes elétricas indesejadas pode levar a problemas que variam desde o superaquecimento de condutores e transformadores neutros, a operações ineficientes de equipamentos eletrônicos. Os alarmes inesperados da unidade de frequência variável (VFD), os problemas do PLC e os blocos de computador são problemas comuns que vêm de um excesso de harmônicos no sistema de distribuição.
Para determinar a melhor solução para mitigar harmônicos indesejados, comece investigando o equipamento que você suspeita que gera as correntes mais harmônicas. Na maioria das vezes, eles são atuadores de frequência variável (VDF). Use o equipamento de medição para medir e analisar as frequências e amplitudes dos harmônicos. É muito mais simples do que parece. Os analisadores e gravadores da qualidade elétrica medem e registram esses valores, calcule a distorção da onda senoidal de 60 Hz criada pelos harmônicos e permita o download de dados em um computador, a fim de executar uma análise mais profunda. O parâmetro -chave que calcula esse equipamento de análise é a distorção harmônica total (THD). O TDH é calculado para tensão e corrente. Uma vez concluído o processo de medição.
Qual é a melhor maneira de prosseguir com a medição dos valores necessários? Medir apenas a quantidade de THD em um momento e adquirir um filtro para mitigar essas correntes harmônicas provavelmente não é a melhor solução. O motivo é que a frequência e as magnitudes das correntes harmônicas que estão sendo criadas pelo VFD normalmente variam à medida que a carga muda no inversor. Por exemplo, um determinado DVF pode criar muitos harmônicos de uma magnitude relativamente baixa quando carregados levemente, mas produzir frequências harmônicas mais proeminentes com cargas pesadas. Se os dados harmônicos forem registrados apenas uma vez por um tempo relativamente curto, é provável que os dados necessários escapem.
Filtros harmônicos, persianas e outros dispositivos usados para mitigar os harmônicos foram projetados para trabalhar com certos harmônicos e sob certas condições operacionais. Ao selecionar um filtro harmônico para mitigar os harmônicos gerados enquanto o VFD é levemente carregado, é mais provável que você acabe cometendo um erro ao comprar o filtro harmônico. Você pode achar que os problemas mais graves são gerados em outros momentos durante a operação da planta.
Se você deseja mitigar problemas com os harmônicos, siga estas etapas:
1. Identifique qualquer equipamento não linear suspeito (os VFDs são típicos) que você acredita estar causando harmônicos indesejados a fluir para o seu sistema de distribuição.
2. Configure um analisador ou gravador da qualidade da eletricidade para registrar os dados. Conecte a ferramenta no ponto em que o VFD se conecta a outras cargas no sistema. Este ponto é o que é referido como ponto de acoplamento comum (PCC) em instalações industriais. Embora alguns gravadores possam ser instalados permanentemente, faz sentido usar um analisador portátil conectado e colocá -lo com segurança no gabinete elétrico apropriado durante a duração do estudo de registro.
3. Sempre mantenha as precauções de segurança elétrica ao conectar e desconectar esse tipo de equipamento.
4. Registre os dados de pelo menos um ciclo da planta para garantir que seus dados capturem os eventos dos harmônicos mais graves. Obtenha registros das operações e processos da planta durante esse ciclo e compare -os com seus dados gravados.
5. Faça o download dos dados para um PC para prosseguir com sua análise com o software do analisador. Em seguida, observe os harmônicos criados em momentos diferentes durante a operação da unidade. Compare os dados dos harmônicos com os dados operacionais da planta. Faça perguntas, como: "Durante quais eventos e operações da planta criam a maior distorção dos harmônicos?" "Qual é a carga de saída do meu VFD naquele momento?" Provavelmente será o ponto operacional do VFD no qual os harmônicos serão corrigidos.
O IEEE recomenda que a distorção harmônica total (THD) da frequência fundamental de 60 Hz neste PCC não exceda a tensão de 5%. Para aplicar uma ação corretiva.
6. Se possível, tente relacionar quaisquer problemas da planta experimentados durante o registro de dados de harmônicos com valores de THD e níveis harmônicos naquele momento. Por exemplo, se um PLC produzir um alarme falso de alta temperatura no equipamento ao mesmo tempo em que a carga muda no VFD e um motor grande inicia na planta, você pode ter descoberto seu problema de harmônicos. Sua resposta pode ser a aplicação de um filtro que foi projetado para essa carga VFD específica.
7. Finalmente, trabalhe com o fabricante do VFD que tem o problema de escolher a melhor maneira de mitigar os harmônicos. Através de uma série de perguntas e uma análise de engenharia, seu provedor de VFD ajudará você a determinar a melhor solução e a fornecerá para mitigar harmônicos indesejados.
