GW Instek Applicazione dell'alimentatore AC trifase: Misurazione delle armoniche di ordine 100

La Raccomandazione Tecnica G5, Edizione 5, pubblicata dalla UK Energy Network Association (UK ENA) nel 2020, denominata ER G5/5, riguarda la distorsione armonica della tensione e la connessione di fonti armoniche e/o apparecchiature risonanti al sistema di trasmissione elettrica e alle reti di distribuzione del Regno Unito, richiedendo la misurazione delle armoniche fino al 100° ordine. Anche la norma IEC 60034-1 sulla classificazione e prestazione dei motori rotanti richiede la misurazione delle armoniche fino al 100° ordine.
 

ENA ER G5/4		ENA ER G5/5
Intervallo di tensione	Tasso di distorsione armonica totale di tensione (THDV %)	Intervallo di tensione	Tasso di distorsione armonica totale di tensione (THDV %)
Fino a 400 V	5%	<400V	5%
6,6kV, 11k e 20kV	4%	400V<V<25kV	4,5%
Da 22kV a 400kV	3%	25kV<V<66kV	3,7%
		Superiore a 66kV	3%
Formula della distorsione armonica totale		Formula della distorsione armonica totale

Tabella 1: Differenze tra le vecchie e nuove normative britanniche
(La gamma di tensione nella Tabella 1 si riferisce alla tensione del PCC, PCC=Punto di Connessione Comune)

Cause e danni degli armonici
Cause degli armonici di tensione: Le correnti armoniche dei carichi non lineari causano la distorsione della forma d'onda della tensione (come mostrato in Figura 1); interferenza elettromagnetica condotta (EMI condotta); risonanza tra i condensatori (o banchi di condensatori) che correggono la potenza reattiva e i carichi induttivi.
Cause degli armonici di corrente: Carichi non lineari.
Principali pericoli degli armonici: Perdite nei cavi, sovraccarico dell'attrezzatura e risonanza.
 

Figura 1: Distorsione della forma d'onda della tensione causata dalle correnti armoniche dei carichi non lineari

Oltre a fornire funzioni di test, i moderni alimentatori AC hanno notevolmente migliorato le capacità di misurazione e test.
Le armoniche provengono da ogni singolo carico. Quando molti carichi singoli si aggregano nella rete elettrica, hanno un impatto significativo sul sistema di alimentazione complessivo. Pertanto, è giusto che ogni apparecchio elettrico segua rigorosamente le normative prima di essere progettato e spedito dalla fabbrica, riducendo il più possibile l'impatto sul sistema di alimentazione.

Per questo motivo, è necessario utilizzare un'alimentatore AC per testare la tolleranza alla qualità dell'alimentazione (abbassamenti di tensione, aumenti, interruzioni istantanee, variazioni di tensione a lungo termine, ecc.). Inoltre, la nuova generazione di alimentatori AC offre ricche funzionalità di test e misurazione. È possibile ottenere dati di test e misurazione durante il test del prodotto. Prendendo come esempio l'ASR-6000, i parametri di test e misurazione forniti sono indicati nella Tabella 2.
 

Tabella di corrispondenza tra le modalità di uscita dell'ASR-6000 e le voci di test e misurazione

Descrizione dei parametri di test e misurazione:

Un altro significato della distorsione armonica totale della tensione
Nell'articolo si menziona che la corrente dei carichi non lineari provoca la distorsione della forma d'onda della tensione e genera armoniche di tensione. Quando la distorsione armonica totale della tensione è troppo elevata, potrebbe anche indicare che la capacità dell'alimentazione AC è insufficiente. In tal caso, gli utenti devono scegliere un'alimentatore AC con una capacità maggiore.

Figura 3: Caratteristiche importanti della serie ASR-6000