Llega el informe de calidad de energía, y un número inmediatamente llama la atención de todos:
Thdi: 32%.
Las siguientes preguntas suelen aparecer rápidamente.:
Es 32% THDi demasiado alto?
¿Necesitamos un filtro de armónicos activo??
si lo hacemos, ¿Qué tamaño de AHF debemos especificar??
Una lectura alta de THDi merece atención, pero no responde ninguna de esas preguntas por sí solo.
Le indica que la forma de onda actual se distorsionó significativamente en un punto de medición particular y bajo una condición operativa particular.. No te dice cuánta corriente armónica se debe compensar., si toda la instalación tiene la misma condición armónica, o si un filtro activo de armónicos es necesariamente la solución adecuada.
Esa distinción es importante porque, en última instancia, un AHF se dimensiona en amperios de corriente de compensación., no en puntos porcentuales de THDi.
Si ya tienes un informe de calidad de energía frente a ti, no empieces con el catálogo de filtros. Comience con el informe.
En esta guía
- ¿Dónde se midió el THDi??
- ¿Cuál fue la carga operativa??
- ¿Cuánta corriente armónica está realmente presente??
- ¿Qué órdenes armónicos dominan??
- ¿Los armónicos realmente están causando el problema informado??
- ¿Qué está pasando con THDv??
- ¿Cuál es el objetivo de mitigación real??
Comience con el informe, No es la clasificación AHF
Supongamos que el informe de su analizador muestra:
| Parámetro | Valor medido |
|---|---|
| Voltaje del sistema | 400 V |
| corriente eficaz | 180 A |
| Thdi | 32% |
| THDv | 3.1% |
| Factor de potencia | 0.95 |
| Armónicos dominantes | 5º y 7º |
A primera vista, 32% THDi parece el número más importante.
Pero aquí no hay suficiente información para especificar un AHF.
Todavía no sabemos dónde estaba conectado el analizador., ¿Qué equipo estaba funcionando en ese momento?, si 180 A representa carga ligera o producción normal., o qué problema eléctrico el proyecto realmente está tratando de resolver.
Entonces, el primer trabajo no es calcular el tamaño del AHF.. Es entender lo que realmente representa la medida..
1. ¿Dónde se midió el alto THDi??
El mismo porcentaje de THDi puede significar cosas muy diferentes según dónde esté conectado el analizador.
- una entrada VFD individual;
- un centro de control de motores;
- un tablero de distribución de línea de producción;
- un transformador secundario;
- un cuadro principal de BT;
- o el Punto de Acoplamiento Común.
Por ejemplo:
THDi = 38% en la entrada de un VFD
Hay información útil sobre ese VFD..
Pero eso no significa:
THDi = 38% para todas las instalaciones del PCC.
Entonces, en lugar de registrar solo “THDi = 38%”, el informe también debería decirnos: “THDi = 38%, medido en la entrada VFD”. Esa oración adicional puede cambiar completamente cómo se debe interpretar el resultado..
Antes de seguir adelante, confirma tres cosas: donde se tomó la medida, ¿Qué cargas hay aguas abajo de ese punto?, y si estamos evaluando una máquina, una línea de producción, o todo el sistema eléctrico.
Si el informe no identifica claramente el punto de medición, Esto debe aclararse antes de comenzar con el dimensionamiento del equipo..
2. ¿Cuál era la carga cuando se grabó el THDi??
Un porcentaje alto de THDi nunca debe separarse de la condición operativa en la que se midió..
Considere la misma línea de producción en dos momentos diferentes..
Operación de baja carga: Corriente de carga 90 A, Thdi 34%.
Producción normal: Corriente de carga 420 A, Thdi 18%.
Si miramos sólo el porcentaje, la primera condición parece peor. Pero eso no significa automáticamente que el tamaño del AHF deba dimensionarse desde el 34% lectura.
THDi se expresa en relación con la corriente fundamental presente durante la medición.. Cuando la corriente fundamental cae durante el funcionamiento con carga ligera, El porcentaje de THDi puede aumentar incluso cuando la corriente armónica absoluta no ha aumentado proporcionalmente..
La pregunta más útil no es “¿Cuándo fue el THDi más alto??" Es: ¿Bajo qué condición de funcionamiento el sistema produce la corriente armónica que realmente necesita ser compensada??
Si la carga de la planta cambia significativamente entre el arranque, producción normal, producción máxima, funcionamiento nocturno o cambios de lote, Es posible que una captura de pantalla del analizador no represente la condición más importante..
3. Deje de mirar sólo los porcentajes: mire la corriente armónica en amperios
Este es uno de los puntos de confusión más comunes en un proyecto AHF..
Un cliente envía: “THDi = 30%. Por favor cite un AHF”.
Pero un filtro armónico activo no está clasificado en puntos porcentuales de THDi. La capacidad AHF normalmente se analiza en las calificaciones de compensación actual, como 50 A, 100 A, 150 un o 200 A.
Entonces, el proyecto eventualmente tiene que pasar del porcentaje a la corriente armónica en amperios..
Sistema A: Corriente de carga 80 A, Thdi 30%.
Sistema B: Corriente de carga 600 A, Thdi 30%.
El porcentaje de THDi es idéntico.. El requisito de compensación claramente no es.
Por eso “THDi es 30%, por lo tanto use un 100 Un AHF” no es un método de dimensionamiento de ingeniería completo.
La mejor pregunta es: ¿Cuánta corriente armónica existe durante la condición de operación relevante?, y cuanto hay que compensar?
Cálculo de capacidad AHF Se vuelve útil sólo después de que la medición se haya entendido correctamente..
4. No se detenga en THDi: abra el espectro armónico
THDi es un número de resumen. El espectro armónico te dice qué hay dentro de ese número..
Dos sistemas pueden mostrar ambos THDi = 25% teniendo perfiles armónicos muy diferentes.
- Un sistema puede estar dominado por los armónicos 5.º y 7.º.
- Otro puede contener una tercera parte importante., 5th, 7th, 11º y 13º armónicos.
Observar los órdenes armónicos individuales ayuda a los ingenieros a comprender qué tipos de cargas no lineales pueden estar contribuyendo y qué necesitará realmente manejar el equipo de compensación..
En lugar de enviar sólo "THDi = 27%", un informe más útil diría: “THDi = 27%. Los armónicos 5 y 7 son dominantes.. Espectro armónico adjunto”.
Si el analizador puede exportar las corrientes armónicas individuales o el gráfico de espectro, esa información debe incluirse en la revisión de ingeniería.
5. ¿Los armónicos realmente están causando el problema??
Encontrar un alto THDi e identificar la causa raíz de un problema en la planta son tareas relacionadas, pero separadas.
Supongamos que el equipo de mantenimiento informa: "Nuestro transformador se está sobrecalentando". El analizador de calidad de energía también informa un alto THDi.
- carga excesiva;
- mala ventilación;
- temperatura ambiente alta;
- desequilibrio de fase;
- problemas de conexión;
- corriente neutra;
- pérdidas armónicas;
- o varios factores actuando juntos.
Puede resultar tentador concluir: Sobrecalentamiento del transformador → THDi alto → Instale AHF.
Pero el transformador también puede verse afectado por los factores anteriores..
La misma precaución se aplica a las fallas de los capacitores., disparos molestos y factor de potencia deficiente. Los armónicos pueden estar involucrados, pero no deben tratarse automáticamente como la causa raíz.
Un análisis útil de la calidad de la energía debería responder a dos preguntas distintas: ¿Qué condición eléctrica anormal podemos medir?? Y ¿Es esa condición la que realmente causa el problema que el cliente quiere resolver??
A veces la respuesta conduce a un filtro armónico activo. A veces conduce a otra solución.. Y a veces muestra que se necesitan más mediciones antes de comprar el equipo..
6. Lea THDv junto con THDi
La distorsión actual es sólo una parte de la imagen de la calidad de la energía.. Si el informe contiene THDi pero no THDv, También se debe comprobar la distorsión del voltaje..
THDi describe la distorsión de la forma de onda actual.. THDv describe la distorsión de la forma de onda de voltaje..
Considere dos plantas: El sitio A tiene THDi 25% y THDv 2.0%; El sitio B tiene THDi 25% y THDv 7.0%.
El porcentaje de distorsión actual es el mismo.. La condición más amplia del sistema es claramente diferente..
Esto no significa que el THDv por sí solo determine si se necesita un AHF. Significa que la imagen de ingeniería más útil es: Thdi + THDv + espectro armónico + condición de carga + punto de medición.
7. Defina el objetivo antes de definir el tamaño del AHF
Antes de discutir si el proyecto necesita una 100 un o 150 un filtro, primero se debe responder una pregunta: ¿Por qué estamos mitigando los armónicos??
- Cumplimiento — El proyecto cuenta con un IEEE 519, requisito de rendimiento armónico de la empresa de servicios públicos o del cliente.
- Fiabilidad del equipo — Los equipos sensibles pueden verse afectados por las condiciones de calidad de la energía..
- Carga de transformador o cable — El cliente desea reducir el estrés eléctrico relacionado con la corriente armónica.
- Ampliación de planta — VFD adicionales, Sistemas UPS, Se agregarán rectificadores u otras cargas no lineales..
- Estabilidad del proceso — La planta está investigando perturbaciones eléctricas asociadas con interrupciones de producción..
- EPC o requisito del usuario final — La especificación del proyecto define un nivel objetivo de calidad de energía..
Estos no son proyectos idénticos.. Antes de preguntar "¿Qué tamaño de AHF necesitamos?"?“El proyecto debe definir primero: ¿Qué condición eléctrica estamos tratando de lograr??
sin un objetivo, Incluso un cálculo de tamaño técnicamente correcto puede resolver el problema equivocado..
Del alto THDi a una decisión de ingeniería
Un proceso de decisión práctico debería verse así:
Observe que el tamaño de AHF aparece cerca de la parte inferior. eso es deliberado. El tamaño debe ser el resultado del diagnóstico., no es el primer paso.
¿Un THDi alto significa automáticamente que necesita un filtro de armónicos activo??
No. Un Filtro armónico activo es una opción para la mitigación de armónicos.
Dependiendo del sistema eléctrico, Los ingenieros también pueden evaluar:
- reactores de línea;
- Choques de CC;
- filtros armónicos pasivos;
- unidades frontales activas;
- redistribución de carga;
- cambios de configuración del sistema;
- o combinaciones de estas medidas.
Un AHF se vuelve particularmente atractivo cuando la instalación contiene cargas no lineales cambiantes y requiere compensación armónica dinámica.. Pero incluso entonces, la pregunta no debería comenzar con "¿Qué modelo AHF deberíamos comprar?"?"Debería comenzar con: ¿Qué nos exige realmente el sistema que compensemos??
¿Qué debe enviar antes de solicitar una cotización de AHF??
Si desea una recomendación de ingeniería en lugar de solo una cotización de catálogo, Proporcione la mayor cantidad posible de la siguiente información.，También puedes utilizar nuestro Servicio de dimensionamiento de AHF Proporcionar los datos clave del sistema para la revisión de ingeniería..
| Información | Por qué es importante |
|---|---|
| Voltaje del sistema | Define los requisitos de conexión eléctrica. |
| 3P3W / 3P4W | Define la configuración del sistema. |
| Diagrama unifilar | Muestra cargas y ubicaciones de medición. |
| Punto de medición | Explica lo que representan los datos armónicos. |
| corriente eficaz | Muestra el nivel de carga real |
| Perfil de carga | Muestra cómo cambia el sistema con el tiempo. |
| Thdi | Da contexto de distorsión actual. |
| Espectro armónico | Muestra órdenes armónicas individuales. |
| THDv | Agrega contexto de distorsión de voltaje |
| Factor de potencia | Muestra condiciones concurrentes de potencia reactiva. |
| Carga máxima y normal | Evita el dimensionamiento de una instantánea inusual |
| Objetivo requerido | Define lo que debe lograr la solución. |
| Expansión futura | Permite considerar la carga futura. |
Es posible que no tengas todos los artículos. eso esta bien. El objetivo es no retrasar el proyecto hasta que cada medición sea perfecta.. Es para evitar tomar una decisión de hardware a partir de un porcentaje.
¿Qué pasa si solo tiene una captura de pantalla del analizador??
Esa situación es común.. Primero verifique qué información contiene la captura de pantalla.:
- Voltaje;
- actual;
- Thdi;
- THDv;
- factor de potencia;
- armónicos individuales;
- marca de tiempo;
- ubicación de medición.
Luego identifica lo que falta.. Por ejemplo, Thdi 31% y actual 76 A puede parecer alarmante. Pero si la corriente de producción normal suele ser de alrededor 350 A, la primera pregunta se vuelve: fue el 31% THDi medido durante una condición de carga ligera?
si nadie lo sabe, repetir la medición durante la producción representativa puede ser más útil que solicitar inmediatamente varias cotizaciones de AHF.
Una pregunta que puede mejorar su solicitud de cotización de AHF
En lugar de enviar esto:
Nuestro THDi es 30%. Por favor cotice un Filtro Armónico Activo.
enviar algo como:
Medimos un alto THDi en el bus principal de BT durante la producción normal.. Adjunto están la corriente de carga., Thdi, THDv, Espectro armónico y condiciones de medición.. Revise cuánta corriente armónica requiere compensación y si un AHF es apropiado para el objetivo requerido.
La diferencia es importante. La primera pregunta es: ¿Qué equipos nos puedes vender??
el segundo pregunta: ¿Qué requiere realmente nuestro sistema eléctrico??
Una propuesta de ingeniería útil debería explicar qué medidas se utilizaron., qué condición de funcionamiento se seleccionó, ¿Cuánta corriente de compensación se espera?, ¿Qué objetivo pretende alcanzar el sistema?, ¿Qué suposiciones se hicieron?, y por qué la capacidad AHF propuesta es apropiada.
Si la única explicación es "THDi es alto, entonces usa un filtro más grande,“Probablemente todavía queden preguntas sin respuesta..
Antes de especificar un filtro de armónicos activo
Vale la pena investigar una lectura alta de THDi. Pero es el comienzo del análisis., no es el final.
Antes del dimensionamiento del AHF, asegúrese de comprender dónde se midió el alto THDi, qué tan pesadamente se cargó la planta, ¿Cuánta corriente armónica está realmente presente?, qué órdenes armónicos dominan, ¿Qué está pasando con la distorsión de voltaje?, si los armónicos realmente están causando el problema informado, y qué objetivo de rendimiento debe alcanzar el proyecto.
Una vez que esas preguntas hayan sido respondidas, El tamaño del filtro armónico activo se vuelve mucho más significativo.
Si ya tiene un informe de calidad de energía pero no está seguro de cómo traducir esas mediciones en un requisito AHF, enviar el informe junto con el voltaje del sistema, corriente de carga, condición de funcionamiento y diagrama unifilar para revisión de ingeniería.
La primera pregunta no debería ser: “¿Qué tamaño de AHF podemos instalar??"
debería ser: “¿Qué necesita realmente este sistema eléctrico??"
Preguntas frecuentes
Es 30% THDi siempre es un problema grave?
Indica una distorsión sustancial de la forma de onda de la corriente en el punto y la condición de funcionamiento donde se midió.. Sin embargo, 30% THDi por sí solo no indica el estado de toda la instalación, la corriente de compensación requerida, o si es necesario un AHF.
¿Puedo calcular el tamaño de AHF solo a partir de THDi??
THDi por sí solo no es suficiente para una selección de ingeniería fiable. La corriente de carga es esencial, y una mejor evaluación también considera la condición de operación, espectro armónico, ubicación de medición, THDv y objetivo de mitigación.
¿Por qué a veces el THDi aumenta cuando disminuye la carga de la planta??
THDi se expresa en relación con la corriente fundamental en las condiciones de funcionamiento medidas.. Cuando la corriente fundamental cae, El porcentaje de THDi puede aumentar incluso si la corriente armónica no aumenta proporcionalmente..
¿Debo medir armónicos en el VFD o en el PCC??
Depende de lo que estés tratando de determinar.. Una medición VFD ayuda a evaluar esa carga individual. Una medición del cuadro de distribución ayuda a evaluar parte de la instalación. Para evaluación de armónicos a nivel de sistema, el PCC relevante o el punto de medición del sistema principal se vuelve especialmente importante.
¿Qué información es más útil para dimensionar AHF??
Comience con el voltaje del sistema, configuración de cableado, Corriente de carga RMS, Thdi, espectro armónico, THDv, Ubicación de medición y condiciones de funcionamiento.. Un diagrama unifilar, El objetivo del proyecto y la información sobre cargas futuras hacen que la evaluación sea más útil..
¿Puede un AHF compensar tanto los armónicos como la potencia reactiva??
Algunos equipos activos de calidad de energía pueden realizar mitigación de armónicos y compensación de potencia reactiva dependiendo de su configuración y capacidad disponible.. Los requisitos armónicos y de potencia reactiva aún deben cuantificarse antes de decidir cómo configurar el equipo..
