Ehilà! In qualità di fornitore di trasformatori trifase a secco, ho visto in prima persona quanto sia importante comprendere gli effetti armonici su questi trasformatori. In questo blog analizzerò cosa sono le armoniche, come influiscono sui trasformatori trifase a secco e cosa puoi fare al riguardo.
Cosa sono le armoniche?
Prima di tutto, parliamo di cosa sono le armoniche. In un sistema elettrico ideale, le forme d'onda di tensione e corrente sono onde sinusoidali pure. Ma nel mondo reale le cose non sono così semplici. I carichi non lineari, come computer, azionamenti a velocità variabile e alcuni tipi di illuminazione, distorcono l'onda sinusoidale. Queste forme d'onda distorte contengono frequenze che sono multipli interi della frequenza fondamentale (solitamente 50 Hz o 60 Hz). Questi multipli sono chiamati armoniche.
Ad esempio, la 3a armonica ha una frequenza tre volte quella della fondamentale, la 5a armonica ha una frequenza cinque volte quella fondamentale e così via. Le armoniche possono causare tutti i tipi di problemi in un sistema elettrico e i trasformatori trifase a secco non fanno eccezione.
Effetti armonici sui trasformatori trifase di tipo secco
Aumento del riscaldamento
Uno degli effetti più significativi delle armoniche sui trasformatori trifase a secco è l'aumento del riscaldamento. Le armoniche causano ulteriori perdite negli avvolgimenti e nel nucleo del trasformatore. L'aumento della corrente dovuto alle armoniche porta a maggiori perdite I²R negli avvolgimenti. Nel nucleo, le armoniche possono causare ulteriore isteresi e perdite per correnti parassite.
Questo riscaldamento aggiuntivo può ridurre la durata del trasformatore. I trasformatori sono progettati per funzionare entro un determinato intervallo di temperature. Quando la temperatura supera questo intervallo a causa delle armoniche, i materiali isolanti nel trasformatore possono degradarsi più rapidamente. Nel tempo, ciò può portare a guasti all’isolamento, che rappresentano un grosso problema. Non vuoi che il tuo trasformatore si guasti, vero? Può causare costosi tempi di inattività e danni ad altre apparecchiature dell'impianto elettrico.
Efficienza ridotta
Le armoniche riducono anche l'efficienza dei trasformatori trifase di tipo secco. Come accennato in precedenza, le perdite aggiuntive causate dalle armoniche significano che il trasformatore deve lavorare di più per fornire la stessa quantità di potenza. Ciò significa che viene sprecata più energia sotto forma di calore e l’efficienza complessiva del trasformatore diminuisce.
Se gestisci un'impresa, una riduzione dell'efficienza significa bollette energetiche più elevate. Chi vuole pagare l'elettricità più del dovuto? E se operi in un settore in cui i costi energetici rappresentano una parte significativa delle spese operative, l'impatto della riduzione dell'efficienza può essere ancora più grave.
Distorsione di tensione
Le armoniche possono causare distorsioni di tensione nel sistema elettrico. Quando la forma d'onda della corrente è distorta a causa delle armoniche, può influenzare anche la forma d'onda della tensione. Questa distorsione di tensione può causare problemi ad altre apparecchiature collegate allo stesso impianto elettrico.
Ad esempio, le apparecchiature elettroniche sensibili potrebbero non funzionare correttamente quando la tensione è distorta. Potrebbe causare malfunzionamenti, errori di dati e persino danni all'apparecchiatura. In un contesto produttivo, ciò può portare a ritardi di produzione e problemi di qualità.
Sovraccarico
In alcuni casi, le armoniche possono causare un sovraccarico del trasformatore. La corrente aggiuntiva dovuta alle armoniche può spingere il trasformatore oltre la sua capacità nominale. Anche se la corrente della frequenza fondamentale rientra nei valori nominali del trasformatore, la corrente totale (comprese le armoniche) può superare il limite.
Il sovraccarico può far scattare i dispositivi di protezione del trasformatore, provocando interruzioni di corrente. Inoltre, se il sovraccarico continua per un periodo prolungato, può causare danni permanenti al trasformatore.
Come mitigare gli effetti armonici
Usa i filtri armonici
Un modo per mitigare gli effetti delle armoniche è utilizzare i filtri armonici. Questi filtri sono progettati per ridurre la quantità di armoniche nel sistema elettrico. Funzionano fornendo un percorso a bassa impedenza per le correnti armoniche, deviandole lontano dal trasformatore e da altre apparecchiature.
Esistono diversi tipi di filtri armonici, come filtri passivi e filtri attivi. I filtri passivi sono relativamente semplici ed economici, ma sono progettati per filtrare armoniche specifiche. I filtri attivi, invece, sono più complessi e costosi, ma possono adattarsi a diverse condizioni armoniche e fornire migliori prestazioni di filtraggio.
Seleziona il trasformatore giusto
Quando si sceglie un trasformatore trifase di tipo secco, è importante considerare l'ambiente armonico. Alcuni trasformatori sono progettati per gestire le armoniche meglio di altri. Per esempio,Trasformatori elettrici trans di tipo a seccosono costruiti con caratteristiche che possono aiutare a ridurre l'impatto delle armoniche. Hanno materiali isolanti e design degli avvolgimenti migliori in grado di resistere al calore e allo stress aggiuntivi causati dalle armoniche.
Un'altra opzione è laTrasformatore di distribuzione di tipo secco SC (B) 10. Questo trasformatore è progettato per applicazioni di distribuzione e può gestire un certo livello di armoniche. E se hai bisogno di una soluzione più avanzata, ilTrasformatore di tipo secco serie SCB12è un'ottima scelta Offre prestazioni migliorate in ambienti ricchi di armoniche.
Gestione del carico
Una corretta gestione del carico può anche aiutare a ridurre l’impatto delle armoniche. Distribuendo uniformemente i carichi non lineari sulle tre fasi, è possibile ridurre la distorsione armonica complessiva. È inoltre possibile programmare il funzionamento di carichi non lineari durante le ore non di punta per ridurre lo stress sul trasformatore.
Conclusione
Le armoniche possono avere un impatto significativo sui trasformatori trifase a secco. Dall'aumento del riscaldamento e dalla riduzione dell'efficienza alla distorsione della tensione e al sovraccarico, gli effetti delle armoniche possono causare tutti i tipi di problemi nel sistema elettrico. Ma la buona notizia è che esistono modi per mitigare questi effetti.
In qualità di fornitore di trasformatori trifase a secco, sono qui per aiutarti a scegliere il trasformatore giusto per le tue esigenze e fornire soluzioni per gestire le armoniche. Se riscontri problemi con le armoniche nel tuo sistema elettrico o stai pianificando una nuova installazione, non esitare a contattarci. Lavoriamo insieme per garantire che il tuo impianto elettrico funzioni in modo fluido ed efficiente.
Riferimenti
- Qualità dei sistemi di energia elettrica di Roger C. Dugan, Mark F. McGranaghan, Surya Santoso e H. Wayne Beaty.
- Ingegneria dei trasformatori: progettazione, tecnologia e diagnostica di George Karady e G. Venkata Sai.
