Le rapport sur la qualité de l'énergie arrive, et un numéro attire immédiatement l'attention de tous:
Thdi: 32%.
Les prochaines questions arrivent généralement rapidement:
Est 32% THDi trop élevé?
Avons-nous besoin d'un filtre d'harmoniques actif?
Si nous faisons, quelle taille d'AHF devons-nous préciser?
Une lecture THDi élevée mérite attention, mais il ne répond à aucune de ces questions par lui-même.
Il vous indique que la forme d'onde actuelle a été considérablement déformée à un point de mesure particulier et dans des conditions de fonctionnement particulières.. Il ne vous indique pas quelle quantité de courant harmonique doit être compensée., si l'ensemble de l'installation a le même état harmonique, ou si un Filtre Harmonique Actif est forcément la bonne solution.
Cette distinction est importante car un AHF est finalement dimensionné en ampères de courant de compensation., pas en points de pourcentage de THDi.
Si vous avez déjà un rapport sur la qualité de l’énergie sous les yeux, ne commencez pas par le catalogue de filtres. Commencez par le rapport.
Dans ce guide
- Où le THDi a-t-il été mesuré?
- Quelle était la charge de fonctionnement?
- Quelle quantité de courant harmonique est réellement présente?
- Quels ordres harmoniques dominent?
- Les harmoniques sont-elles réellement à l'origine du problème signalé ??
- Qu’arrive-t-il au THDv?
- Quel est l’objectif d’atténuation réel?
Commencez par le rapport, Pas la note AHF
Supposons que le rapport de votre analyseur indique:
| Paramètre | Valeur mesurée |
|---|---|
| Tension du système | 400 V |
| Courant efficace | 180 UN |
| Thdi | 32% |
| THDv | 3.1% |
| Facteur de puissance | 0.95 |
| Harmoniques dominantes | 5le ème et le 7 |
À première vue, 32% THDi semble être le nombre le plus important.
Mais il n'y a pas suffisamment d'informations ici pour spécifier un AHF.
On ne sait toujours pas où l'analyseur était connecté, quel équipement fonctionnait à ce moment-là, si 180 A représente une charge légère ou une production normale, ou quel problème électrique le projet essaie réellement de résoudre.
Le premier travail n’est donc pas de calculer une taille AHF. Il s’agit de comprendre ce que représente réellement la mesure.
1. Où le THDi élevé a-t-il été mesuré?
Le même pourcentage de THDi peut signifier des choses très différentes selon l'endroit où l'analyseur a été connecté.
- une entrée VFD individuelle;
- un centre de contrôle moteur;
- un tableau de distribution de ligne de production;
- un secondaire de transformateur;
- un tableau général BT;
- ou le point de couplage commun.
Par exemple:
THDi = 38% à l'entrée d'un VFD
est une information utile sur ce VFD.
Mais cela ne veut pas dire:
THDi = 38% pour l'ensemble des installations du PCC.
Ainsi, au lieu d’enregistrer uniquement « THDi = 38 % », le rapport devrait également nous indiquer: « THDi = 38%, mesuré à l’entrée VFD. Cette phrase supplémentaire peut complètement changer la façon dont le résultat doit être interprété.
Avant de continuer, confirmer trois choses: où la mesure a été prise, quelles charges se trouvent en aval de ce point, et si nous évaluons une machine, une ligne de production, ou tout le système électrique.
Si le rapport n'identifie pas clairement le point de mesure, cela doit être clarifié avant le début du dimensionnement des équipements.
2. Quelle était la charge lorsque le THDi a été enregistré?
Un pourcentage élevé de THDi ne doit jamais être séparé de la condition de fonctionnement dans laquelle il a été mesuré..
Considérons la même ligne de production à deux moments différents.
Fonctionnement à faible charge: Courant de charge 90 UN, Thdi 34%.
Fabrication normale: Courant de charge 420 UN, Thdi 18%.
Si l'on regarde seulement le pourcentage, la première condition semble pire. Mais cela ne signifie pas automatiquement que l’AHF doit être dimensionnée à partir du 34% en lisant.
THDi est exprimé par rapport au courant fondamental présent lors de la mesure. Lorsque le courant fondamental chute pendant un fonctionnement à faible charge, le pourcentage THDi peut augmenter même lorsque le courant harmonique absolu n'a pas augmenté proportionnellement.
La question la plus utile n’est pas « Quand le THDi a-t-il été le plus élevé ??" C'est: Dans quelles conditions de fonctionnement le système produit-il le courant harmonique qui doit réellement être compensé?
Si la charge de l'installation change de manière significative entre le démarrage, production normale, production maximale, fonctionnement de nuit ou changements de lots, une capture d'écran de l'analyseur peut ne pas représenter la condition la plus importante.
3. Arrêtez de regarder uniquement les pourcentages : regardez le courant harmonique en ampères
C’est l’un des points de confusion les plus courants dans un projet AHF..
Un client envoie: « THDi = 30%. Veuillez citer un AHF.
Mais un filtre harmonique actif n'est pas évalué en points de pourcentage de THDi.. La capacité AHF est normalement discutée dans les évaluations du courant de compensation telles que 50 UN, 100 UN, 150 Un ou 200 UN.
Le projet doit donc éventuellement passer du pourcentage au courant harmonique en ampères..
Système A: Courant de charge 80 UN, Thdi 30%.
Système B: Courant de charge 600 UN, Thdi 30%.
Le pourcentage THDi est identique. L'exigence d'indemnisation n'est clairement pas.
C'est pourquoi «THDi est 30%, utilisez donc un 100 Un AHF n'est pas une méthode de dimensionnement technique complète.
La meilleure question est: Quelle quantité de courant harmonique existe pendant la condition de fonctionnement concernée, et combien doit être compensé?
Calcul de la capacité AHF ne devient utile qu’une fois que la mesure a été bien comprise.
4. Ne vous arrêtez pas au THDi : ouvrez le spectre harmonique
THDi est un numéro récapitulatif. Le spectre harmonique vous indique ce qu'il y a à l'intérieur de ce nombre.
Deux systèmes peuvent tous deux afficher THDi = 25% tout en ayant des profils harmoniques très différents.
- Un système peut être dominé par les 5ème et 7ème harmoniques.
- Un autre peut contenir un tiers significatif, 5ème, 7ème, 11ème et 13ème harmoniques.
L'examen des ordres harmoniques individuels aide les ingénieurs à comprendre quels types de charges non linéaires peuvent contribuer et ce que l'équipement de compensation devra réellement gérer..
Au lieu d'envoyer uniquement « THDi = 27 % », un rapport plus utile dirait: « THDi = 27%. Les 5ème et 7ème harmoniques sont dominantes. Spectre harmonique ci-joint.
Si l'analyseur peut exporter les courants harmoniques individuels ou le diagramme de spectre, ces informations devraient être incluses dans l’examen technique.
5. Les harmoniques sont-elles réellement à l’origine du problème ??
Trouver un THDi élevé et identifier la cause profonde d'un problème de plante sont des tâches liées, mais distinctes..
Supposons que l'équipe de maintenance rapporte: "Notre transformateur surchauffe." L'analyseur de qualité de l'énergie signale également un THDi élevé.
- charge excessive;
- mauvaise ventilation;
- température ambiante élevée;
- déséquilibre de phase;
- problèmes de connexion;
- courant neutre;
- pertes harmoniques;
- ou plusieurs facteurs agissant ensemble.
Il peut être tentant de conclure: Surchauffe du transformateur → THDi élevé → Installer AHF.
Mais le transformateur peut également être affecté par les facteurs ci-dessus.
La même prudence s'applique aux pannes de condensateur, déclenchements intempestifs et mauvais facteur de puissance. Les harmoniques peuvent être impliquées, mais ils ne doivent pas automatiquement être traités comme la cause première.
Une analyse utile de la qualité de l’énergie doit répondre à deux questions distinctes: Quelle condition électrique anormale pouvons-nous mesurer? Et cette condition est-elle réellement à l'origine du problème que le client souhaite résoudre?
Parfois, la réponse mène à un filtre harmonique actif. Parfois, cela mène à une autre solution. Et parfois, cela montre que des mesures supplémentaires sont nécessaires avant d'acheter l'équipement..
6. Lire THDv à côté de THDi
La distorsion actuelle n’est qu’une partie de l’image de la qualité de l’énergie. Si le rapport contient du THDi mais pas de THDv, la distorsion de tension doit également être vérifiée.
THDi décrit la distorsion de la forme d'onde actuelle. THDv décrit la distorsion de la forme d'onde de tension.
Considérons deux plantes: Le site A a THDi 25% et THDv 2.0%; Le site B a du THDi 25% et THDv 7.0%.
Le pourcentage de distorsion actuelle est le même. L'état du système au sens large est clairement différent.
Cela ne signifie pas que le THDv détermine à lui seul si un AHF est nécessaire.. Cela signifie que l'image technique la plus utile est: Thdi + THDv + spectre harmonique + état de charge + point de mesure.
7. Définissez la cible avant de définir la taille de l'AHF
Avant de discuter si le projet a besoin d'un 100 Un ou 150 Un filtre, il faut d'abord répondre à une question: Pourquoi atténuons-nous les harmoniques?
- Conformité — Le projet a un IEEE 519, exigence de performance harmonique du service public ou du client.
- Fiabilité des équipements — Les équipements sensibles peuvent être affectés par les conditions de qualité de l'énergie.
- Chargement d'un transformateur ou d'un câble — Le client souhaite réduire les contraintes électriques liées aux courants harmoniques.
- Agrandissement de l'usine — VFD supplémentaires, Systèmes UPS, des redresseurs ou d'autres charges non linéaires seront ajoutés.
- Stabilité du processus — L'usine enquête sur les perturbations électriques associées aux interruptions de production.
- EPC ou exigence de l'utilisateur final — Le cahier des charges du projet définit un niveau cible de qualité de l'énergie.
Ce ne sont pas des projets identiques. Avant de demander « De quelle taille d’AHF avons-nous besoin ??" le projet doit d'abord définir: Quelle condition électrique essayons-nous d'atteindre?
Sans objectif, même un calcul de dimensionnement techniquement correct peut résoudre le mauvais problème.
Du THDi élevé à une décision d’ingénierie
Un processus de décision pratique devrait ressembler à ceci:
Notez que le dimensionnement AHF apparaît vers le bas. C'est délibéré. Le dimensionnement doit être le résultat du diagnostic, pas la première étape.
Un THDi élevé signifie-t-il automatiquement que vous avez besoin d'un filtre harmonique actif?
Non. Un Filtre harmonique actif est une option pour l'atténuation des harmoniques.
En fonction du système électrique, les ingénieurs peuvent également évaluer:
- réacteurs de ligne;
- Inductances CC;
- filtres d'harmoniques passifs;
- entraînements frontaux actifs;
- redistribution de la charge;
- modifications de la configuration du système;
- ou des combinaisons de ces mesures.
Un AHF devient particulièrement intéressant lorsque l'installation contient des charges non linéaires changeantes et nécessite une compensation harmonique dynamique. Mais même alors, la question ne devrait pas commencer par « Quel modèle AHF devrions-nous acheter?« Cela devrait commencer par: Qu'est-ce que le système nous demande réellement de compenser?
Que devez-vous envoyer avant de demander un devis AHF?
Si vous souhaitez une recommandation d'ingénierie plutôt qu'un simple devis catalogue, fournir autant d'informations suivantes que possible，Vous pouvez également utiliser notre Service de dimensionnement AHF fournir les données clés du système pour l’examen technique.
| Information | Pourquoi c'est important |
|---|---|
| Tension du système | Définit les exigences de connexion électrique |
| 3P3W / 3P4w | Définit la configuration du système |
| Schéma unifilaire | Affiche les charges et les emplacements de mesure |
| Point de mesure | Explique ce que représentent les données harmoniques |
| Courant efficace | Affiche le niveau de charge réel |
| Profil de charge | Montre comment le système évolue au fil du temps |
| Thdi | Donne le contexte de distorsion actuelle |
| Spectre harmonique | Affiche les ordres harmoniques individuels |
| THDv | Ajoute un contexte de distorsion de tension |
| Facteur de puissance | Affiche les conditions de puissance réactive simultanées |
| Charge de pointe et normale | Empêche le dimensionnement à partir d'un instantané inhabituel |
| Cible requise | Définit ce que la solution doit réaliser |
| Expansion future | Permet d’envisager des chargements futurs |
Vous n'avez peut-être pas tous les éléments. C'est bien. Le but n'est pas de retarder le projet jusqu'à ce que chaque mesure soit parfaite. Il s'agit d'éviter de prendre une décision matérielle à partir d'un pourcentage.
Que faire si vous n'avez qu'une seule capture d'écran de l'analyseur?
Cette situation est courante. Vérifiez d’abord quelles informations la capture d’écran contient déjà:
- tension;
- actuel;
- Thdi;
- THDv;
- facteur de puissance;
- harmoniques individuelles;
- horodatage;
- lieu de mesure.
puis identifier ce qui manque. Par exemple, Thdi 31% et actuel 76 Cela peut sembler alarmant. Mais si le courant de production normal est généralement d'environ 350 UN, la première question devient: Était-ce le 31% THDi mesuré dans des conditions de charge légère?
Si personne ne sait, répéter la mesure pendant une production représentative peut être plus utile que de demander immédiatement plusieurs devis AHF.
Une question qui peut améliorer votre demande de prix AHF
Au lieu d'envoyer ça:
Notre THDi est 30%. Veuillez citer un filtre harmonique actif.
envoyer quelque chose comme:
Nous avons mesuré un THDi élevé au niveau du bus BT principal pendant la production normale. Ci-joint le courant de charge, Thdi, THDv, spectre harmonique et conditions de mesure. Veuillez vérifier la quantité de courant harmonique qui nécessite une compensation et si un AHF est approprié pour la cible requise..
La différence est importante. La première question demande: Quel matériel pouvez-vous nous vendre?
Le deuxième demande: De quoi a réellement besoin notre système électrique?
Une proposition technique utile doit expliquer quelles mesures ont été utilisées, quelle condition de fonctionnement a été sélectionnée, combien de courant de compensation est attendu, quel objectif le système est conçu pour atteindre, quelles hypothèses ont été faites, et pourquoi la capacité AHF proposée est appropriée.
Si la seule explication est « THDi est élevé, alors utilise un filtre plus grand," Il y a probablement encore des questions sans réponse.
Avant de spécifier un filtre d'harmoniques actif
Une lecture THDi élevée mérite d’être étudiée. Mais c'est le début de l'analyse, pas la fin.
Avant dimensionnement AHF, assurez-vous de comprendre où le THDi élevé a été mesuré, à quel point l'usine était chargée, quelle quantité de courant harmonique est réellement présente, quels ordres harmoniques dominent, qu'arrive-t-il à la distorsion de tension, si les harmoniques sont réellement à l'origine du problème signalé, et quel objectif de performance le projet doit atteindre.
Une fois ces questions répondues, Le dimensionnement du filtre harmonique actif devient beaucoup plus significatif.
Si vous disposez déjà d'un rapport sur la qualité de l'énergie mais que vous ne savez pas comment traduire ces mesures en exigence AHF, envoyer le rapport avec la tension du système, courant de charge, état de fonctionnement et schéma unifilaire pour examen technique.
La première question ne devrait pas être: "Quelle taille d'AHF pouvons-nous installer?»
Ça devrait être: « De quoi ce système électrique a-t-il réellement besoin ??»
FAQ
Est 30% THDi toujours un problème sérieux?
Il indique une distorsion substantielle de la forme d'onde du courant au point et dans les conditions de fonctionnement où il a été mesuré.. Cependant, 30% THDi seul ne vous indique pas l’état de l’ensemble de l’installation, le courant de compensation nécessaire, ou si un AHF est nécessaire.
Puis-je calculer la taille de l'AHF à partir du THDi seul?
Le THDi seul n’est pas suffisant pour une sélection technique fiable. Le courant de charge est essentiel, et une meilleure évaluation prend également en compte l'état de fonctionnement, spectre harmonique, lieu de mesure, THDv et objectif d’atténuation.
Pourquoi le THDi augmente-t-il parfois lorsque la charge de l'installation diminue?
THDi est exprimé par rapport au courant fondamental dans les conditions de fonctionnement mesurées. Quand le courant fondamental chute, le pourcentage THDi peut augmenter même si le courant harmonique n'augmente pas proportionnellement.
Dois-je mesurer les harmoniques au VFD ou au PCC?
Cela dépend de ce que vous essayez de déterminer. Une mesure VFD permet d'évaluer cette charge individuelle. Une mesure du tableau de distribution permet d'évaluer une partie de l'installation. Pour l'évaluation des harmoniques au niveau du système, le PCC concerné ou le point de mesure principal du système devient particulièrement important.
Quelles informations sont les plus utiles pour le dimensionnement des AHF?
Commencez par la tension du système, configuration du câblage, Courant de charge efficace, Thdi, spectre harmonique, THDv, lieu de mesure et conditions de fonctionnement. Un schéma unifilaire, l'objectif du projet et les informations sur les charges futures rendent l'évaluation plus utile.
Un AHF peut-il compenser à la fois les harmoniques et la puissance réactive?
Certains équipements actifs de qualité de puissance peuvent effectuer une atténuation des harmoniques et une compensation de puissance réactive en fonction de leur configuration et de leur capacité disponible.. Les besoins en harmoniques et en puissance réactive doivent toujours être quantifiés avant de décider comment l'équipement doit être configuré..
