Los armónicos son malos... Pero, ¿cómo de malo?

Question

En sistemas de potencia, hay reglas y regulaciones que indica lo que los niveles de distorsión armónica es aceptable. Un ejemplo que he visto de la distorsión de voltaje es: THD < 8%, de un solo componente armónica <5%. Estos valores son (esperemos) no números aleatorios.

A Partir De Schneider Electric:

Los armónicos son corrientes no que la sobrecarga de cableado y transformadores, la creación de calor y, en casos extremos, el fuego. Estas corrientes son perjudiciales para el equipo. Debilitan la fiabilidad y reducir la vida la esperanza de los equipos expuestos a la distorsión

Para la inducción de las máquinas, las corrientes armónicas de secuencia negativa también hará un par negativo, que por supuesto no es bueno.

Mi pregunta es: ¿Cómo de mala es, en realidad? ¿Cuáles pueden ser las consecuencias si la armónica total de voltaje de distorsión es del 10% en lugar del 8%, si el 7º armónico es de 6%, o si la negativa del 5º armónico de corriente es de 10%. La razón por la que me hago es: Reducción de los armónicos no viene gratis, es realmente vale la pena en todos los casos? Sé que tengo a adherirse a las regulaciones, pero suponiendo que no había ningún reglamento, entonces ¿qué?

¿Alguien tiene alguna experiencia en esta área?

Actualización

Se me olvidó mencionar en la pregunta: el sistema que estoy estudiando, no conectado a la red principal. Tiene sus propios generadores, UPS-sistema y todos los demás infraestructura necesaria. El operador y el propietario de el sistema es el mismo de la empresa. La normativa específica que estoy mencionando son para esos sistemas aislados, no en los sistemas conectados a la red principal (podría, por ejemplo, de un buque).

Actualización 2

Si usted tiene su propia red de energía eléctrica, y todo el equipo tiene su propia (y por lo tanto tendría que tener todos los gastos de instalación, mantenimiento, etc), entonces ¿por qué hay límites y no directrices cuando se trata de armónicos? Yo entiendo por qué hay reglas con respecto a por ejemplo corto-circuito niveles de riesgo de arco eléctrico, etc. etc. También entiendo regulaciones con respecto a las caídas de voltaje, ya que esto puede llevar a que los motores de estancamiento, pérdida de la excitación y de más, yo no entiendo por qué hay regulaciones estrictas cuando se trata de armónicos.

Cuánto daño puede hacer?

Answer 1

Nota: yo no soy un experto en armónicos.

---

Es válido preguntarse por qué los niveles armónicos se establecen para el nivel exacto que son.

Actualmente estoy leyendo COMO 61000.3.6 (a nivel internacional, IEC 61000.3.6), que es acerca de los detalles esenciales de cómo las utilidades calcular los armónicos límites de emisión para la MV/HV/EHV clientes.

Básicamente, que es como sigue:

• Niveles de compatibilidad: el Equipo está diseñado para tolerar / ser inmune a la distorsión armónica hasta un cierto nivel, el nivel de compatibilidad. Si podemos mantener el sistema de energía, niveles de armónicos por debajo de los niveles de compatibilidad, el equipo va a funcionar. (Los niveles de compatibilidad están definidos en la norma IEC 61000.2.2 y IEC 61000.2.12.)

  La armónica efectos de ser controlados son los efectos a largo plazo (sobrecalentamiento de cables, motores, transfomers, condensadores, etc.) durante un período de minutos, y los efectos a corto plazo sobre dispositivos electrónicos durante un período de segundos.

• Niveles de planificación: Si queremos mantener la cantidad de emisiones de armónicos en 'Timbuktu subestación' a '10 unidades o menos, vamos a cumplir con los niveles de compatibilidad. (IEC 61000.3.6 entra en detalles sobre cómo calcular el '10 unidades.)

• La distribución de los niveles de planificación para los clientes individuales: Bob Fábrica está utilizando '5 unidades de energía, de '10 unidades disponibles en 'Timbuktu subestación'. Vamos a permitir que Bob la Fábrica para emitir un máximo de '5 unidades de armónicos.

El punto clave es que el objetivo de los armónicos y los límites de emisión es para asegurarse de que la compatibilidad de los límites no son violados.

Si cada cliente respeta los armónicos límite de emisión asignados a ellos, entonces las emisiones de armónicos a nivel de todo el sistema será menor que el nivel de compatibilidad, y la de todos los equipos de trabajo. Si usted excede su límite de emisiones, es probable que un hijo de puta para todo el mundo.

---

EDITAR:

Te preguntas por qué no hay límites en los armónicos, incluso dentro de su propio aisladas de la instalación, donde no se afecte a otros clientes.

De Schneider del Cahier Técnica 199 la Calidad de la Energía , tenemos la siguiente lista de efectos negativos de los armónicos:

De Schneider del Cahier Técnica Nº 152, Armónica perturbaciones en las redes, y su tratamiento, tenemos unos cuantos efectos no mencionados anteriormente:

2.1 efectos Instantáneos

Armónicos de voltaje puede molestar a los controladores utilizados en sistemas electrónicos. Se puede, por ejemplo, afectan a tiristores de conmutación condiciones el desplazamiento del cruce por cero de la onda de voltaje (ver IEC 146-2 y Schneider Electric "Cahier" Técnica n°141).

...

Interferencia en la comunicación y en los circuitos de control (teléfono, control y seguimiento)

Las alteraciones se observan cuando la comunicación o los circuitos de control son ejecutar a lo largo del lado de alimentación de los circuitos de distribución de llevar distorsionada las corrientes...

Algunos de estos efectos pueden ser graves. Por ejemplo, si los armónicos eran tan malos como para provocar interferencias en una crítica del circuito de control, causando maloperation de ese circuito, que sería malo, independientemente de su efecto (o no) en otros clientes.

Así, desde esta perspectiva, los límites son de allí a la fuerza a considerar la compatibilidad electromagnética con los vulnerables equipo en su propia instalación.

---

Como anécdota, sucio fuentes de alimentación causar todo tipo de intermitentes y difíciles de encontrar problemas.

Mi jefe me contó una historia sobre cómo se instaló una planta completa de VSD (VVVF unidades) sin el filtrado de armónicos. El problema era que subestaciones iba de viaje en la tierra culpa (?) aparentemente al azar cuando las unidades se han puesto en marcha - incluyendo subestaciones en el otro extremo de la planta de la CIV, se inicia!

Finalmente, se determinó que los relés fueron mal funcionamiento debido a las corrientes armónicas. De la memoria, la corriente armónica fueron fluye a través de toda la planta a través de caminos de tierra, incluyendo estructurales de metal y de metal de las bandejas de cable, que es la razón por la comunicación interventricular en un lado de la planta fue capaz de afectar a una subestación en el otro lado. La toma de caminos tuvo que ser interrumpida por la sustitución de algunas secciones de la bandeja de metal con bandejas de plástico, y así sucesivamente.

Al final, el problema se resuelve sólo después de un costoso curso de rectificación de las obras se realiza. De nuevo, los límites están ahí para asegurarse de que usted tiene que considerar los armónicos desde el principio, así que esto no le suceda a usted!

Answer 2

El poder de las empresas quieren reducir los armónicos de la carga/electrodomésticos debido a que los armónicos no son facturables. Si usted matemáticamente multiplicado su limpia de forma de onda de voltaje por la corriente de forma de onda (que contiene armónicos), sólo la frecuencia primaria de la actual resultaría en un poder que tenían en promedio (y es facturable). Las otras corrientes no contribuyen a la potencia de salida de la máquina/carga/aparato PERO los cables de cobre para sus instalaciones tienen que ser lo suficientemente gruesa como para realizar este actual.

Todo es parte de la corrección del factor de potencia y uno de sus principales objetivos es reducir las pérdidas y ahorrar dinero.

Si estos armónicos se zumbando hacia arriba y hacia abajo el cableado de su casa/edificio también puede ser una EMC de la radiación problema y ciertos equipos pueden ser interferido demasiado.

Como para la forma de onda de voltaje de distorsión, como un cliente no quiere esto ya que puede conducir a un exceso de calor generado por los motores (debido a los armónicos superiores) así que yo diría que el voltaje de distorsión armónica son los límites a la protección de los consumidores tanto como cualquier otra cosa.

Answer 3

Respuesta corta, el aumento de los armónicos de la carga ( Alta capacitancia o inductancia) causa el voltaje y la corriente en las curvas para salir de fase de 90 grados. Cuando esto sucede, el voltaje es cero cuando la corriente está en su cima, y vice-versa. El resultado es un incremento en la Resistencia a ${R_total= \sqrt{R^2+(C_r-L_r)^2}}$ Aumento de la resistencia implica un aumento de la generación de calor que puede causar liquidación fracaso. Así que sí armónicos agudos son malos. Utilidades de grandes bancos de capacitores y los inductores que les permiten regular los armónicos. No. Así que si usted es dueño de su generador de ellos son realmente malas. Asegúrese de que el balance de su capacitiva e inductiva carga.