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Power quality
Con power quality si intende la qualità dell’energia fornita ed è uno dei principali fattori in grado di incidere sulla continuità dei processi produttivi. Per migliorarla è pertanto necessario ridurre al minimo l’energia non funzionale stabilizzando ad esempio la corrente, migliorando il fattore potenza e riducendo i picchi, ma anche bilanciando i carichi.
Power quality: buona gestione e obiettivi
Una scarsa power quality porta a:
Come migliorare la power quality
Per migliorare la power quality di un sistema è bene effettuare un’analisi comparativa delle varie soluzioni di efficientamento energetico al fine di trovare la soluzione su misura per qualsiasi sito produttivo. Il team ITE Group è a disposizione per una consulenza altamente professionale, funzionale e vantaggiosa in termini di efficienza e risparmio, attraverso rifasatori, filtri attivi e passivi, scaricatori, stabilizzatori di tensione e sistemi ad hoc, a seconda delle necessità di ogni cliente.
Distorsione armonica
Un segnale (tensione o corrente) si può scomporre nella componente fondamentale più le sue armoniche di frequenza multipla.
Tali armoniche di conseguenza attuano una distorsione sulla forma d’onda ideale e sono prodotte da carichi non lineari come i convertitori AC/DC, e in genere creati dall’elettronica di potenza. L’origine delle armoniche è essenzialmente l’azione svolta da carichi non lineari.
Le armoniche di corrente, rispetto a quelle di tensione, sono in grado di ridurre il rendimento di un sistema elettrico, di danneggiarne gli isolanti (sulle linee e sulle utenze) e di creare anomalie di funzionamento su diversi componenti.
Possono causare quindi malfunzionamenti e guasti ma anche degrado termico e dielettrico a lungo termine.
Spike/sovratensioni e sovracorrenti impulsive
Tipicamente, lo Spike si genera sulla rete di distribuzione all’atto della connessione o disconnessione di grandi tratte della rete stessa.
Gli spike possono inoltre essere conseguenze dell’allaccio di impianti fotovoltaici sia nell’immediata vicinanza dell’utente ma anche di proprietà dell’utente stesso, delle correnti di spunto di motori elettrici, ovvero delle correnti utilizzate dai motori all’avviamento per vincere la forza d inerzia che ne contrasta la partenza.
Gli Spikes sono in grado di causare forti danni alle apparecchiature elettroniche, in special modo ai condensatori eletrolitici.
Cosphi/fattore di potenza
In ingegneria elettrica, il fattore di potenza di un sistema elettrico a corrente alternata è il rapporto fra il modulo del vettore che alimenta un carico elettrico e il modulo del vettore potenza apparente che fluisce nel circuito. In un sistema con carichi lineari coincide con il coseno dell’angolo di sfasamento compreso tra i vettori e corrente. È un numero adimensionale nell’intervallo chiuso tra -1 e 1.
L’energia reattiva generata dalle componenti vettoriali di tensione e corrente, dei carichi presenti in azienda, scorrono in senso inverso al flusso di energia attiva, sovraccaricando le linee elettriche.
Microinterruzioni / interruzioni
Le microinterruzioni inferiori ad 1 secondo, sono causate dall’intervento dell’interruttore in testa alla linea di alimentazione che opera una rapida procedura di apertura/richiusura. Tali microinterruzioni sono in genere di durata compresa tra i 200 e i 500 ms, ma, nonostante ciò, risultano nocive per i sensibili sistemi elettronici presenti ormai nella maggior parte delle utenze. Sono da distinguersi dai buchi di tensione che per definizione non raggiungono mai un valore di tensione inferiore al 90% del valore nominale.
La definizione di interruzione è quando la tensione rimane assente almeno un ciclo sinusoidale > di 20 ms, le conseguenze di questo evento portano allo spegnimento della maggior parte delle apparecchiature elettroniche, come PLC-PC-convertitori AC/Dc, e possono causare danni sostanziali ai processi di una fabbrica.
Buchi di tensione / sovratensioni
I buchi di tensione sono causati da guasti non permanenti che si estinguono in tempi brevi e tali da non comportare l’intervento delle protezioni, comportano rapide diminuzioni improvvise e transitorie della tensione di alimentazione a un valore compreso tra il 90% e l’1% della tensione nominale.
Anche l’inserzione di grossi carichi a valle dei trasformatori di media, in relazione alla potenza di cortocircuito della rete è una della principali cause di questo fenomeno.
Utenze elettroniche particolarmente sofisticate avvertono il buco di tensione con una sensibilità tale da comprometterne il normale funzionamento, basti pensare a calcolatori, microprocessori, sistemi di controllo a trasduttori, contattori, illuminazione a scarica e apparecchiature elettroniche.
All’opposto le sovratensioni si comportano esattamente come i buchi di tensione, solo che di segno opposto (si verifica un aumento di tensione).
Generalmente sono causate da distacchi di carichi importanti, che diminuendo fortemente i consumi di energia consentono al vettore tensione di aumentare per un periodo più o meno ampio, in funzione della durata e ampiezza possono provocare danni alle apparecchiature elettroniche non protette da tali eventi.
Squilibri di correnti e tensioni
Nella configurazione a stella esiste un punto centrale su cui converge un terminale di ciascuna impedenza. Questo punto è chiamato neutro. Il potenziale elettrico presente sul punto neutro è la somma vettoriale delle tensioni di fase, che in un sistema equilibrato e simmetrico ha valore nullo.
Se il sistema viene squilibrato o le tensioni diventano asimmetriche, il punto neutro si sposta dal centro della stella. In tale caso le tensioni fase-neutro non saranno uguali tra loro, e il potenziale si discosta dallo zero caricando il cavo di neutro.
Lo squilibrio del neutro è influenzato anche dal fattore di potenza, da armoniche e tutti i componenti negativi generati dai carichi o dalla rete. Quando il potenziale sul neutro è elevato si generano dispersioni di energia, equivalenti a sprechi e surriscaldamento dei cavi.
Fluttuazioni di rete
La fluttuazione di rete è la definizione di una variazione più o meno accentuata dell’andamento di fornitura nell’arco del tempo.
Essa può essere influenzata sia da variazioni a monte del punto di fornitura per inserimento di carichi attivi o passivi, sia causata da inserimenti di un impianto fotovoltaico di proprietà.
Nel grafico viene rappresentato l’innalzamento della tensione di rete a seguito di un inserimento di un impianto fotovoltaico, che prosegue con le sue oscillazioni a un valore più alto.