Nota: No soy un experto en armónicos.

Es válido preguntar por qué los niveles de armónicos están configurados en el nivel exacto en que están.

Actualmente estoy leyendo AS 61000.3.6 (internacionalmente, IEC 61000.3.6), que trata sobre los detalles esenciales de cómo las empresas de servicios públicos calculan los límites de emisión de armónicos para los clientes de MV / HV / EHV.

Básicamente, es así:

• Niveles de compatibilidad: El equipo está diseñado para tolerar / ser inmune a la distorsión armónica hasta cierto nivel, el nivel de compatibilidad. Si podemos mantener los niveles de armónicos del sistema de energía por debajo de los niveles de compatibilidad, el equipo funcionará. (Los niveles de compatibilidad se definen en IEC 61000.2.2 e IEC 61000.2.12.)

  Los efectos armónicos que se controlan son efectos a largo plazo (sobrecalentamiento de cables, motores, transformadores, condensadores, etc.) durante un período de minutos, y efectos a corto plazo en dispositivos electrónicos durante un período de segundos.

• Niveles de planificación : si mantenemos la cantidad de emisiones de armónicos en 'subestación de Timbuktu' a '10 unidades 'o menos, cumpliremos los niveles de compatibilidad. (IEC 61000.3.6 explica en detalle cómo calcular '10 unidades '.)

• Distribución del nivel de planificación para clientes individuales: Bob's Factory está usando '5 unidades' de potencia, de las '10 unidades 'disponibles en' la subestación de Timbuktu '. Permitiremos que Bob's Factory emita un máximo de '5 unidades' de armónicos.

El punto clave es que el objetivo de los límites de emisión de armónicos es garantizar que no se violen los límites de compatibilidad .

Si cada cliente respeta el límite de emisión de armónicos que se les asigna, entonces el nivel de emisión de armónicos del sistema en su conjunto será inferior al nivel de compatibilidad, y el equipo de todos funcionará. Si excede su límite de emisiones, probablemente lo incomodará para todos.

EDITAR:

Usted pregunta por qué existen límites en los armónicos, incluso dentro de su propia instalación en isla, donde no afectará a otros clientes.

De Schneider's Cahier Technique 199 Power Quality tenemos la siguiente lista de efectos negativos de los armónicos:

DelatécnicaCahierNo.152deSchneider,Alteracionesarmónicasenlasredes,ysutratamiento,tenemosalgunosefectosmásquenosemencionaronanteriormente:

  

2.1Efectosinstantáneos

    

Losvoltajesarmónicospuedenperturbarloscontroladoresutilizadosenlossistemaselectrónicos.  Pueden,porejemplo,afectarlascondicionesdecambiodetiristorespor  desplazandoelcruceporcerodelaondadevoltaje(veaIEC146-2y  SchneiderElectric"Técnica Cahier" n ° 141).

     

...

     

Interferencia en los circuitos de comunicación y control (teléfono, control y monitoreo)

     

Las perturbaciones se observan cuando los circuitos de comunicación o control están   corren a lo largo de los circuitos de distribución de energía que llevan distorsionados   corrientes ...

Algunos de estos efectos pueden ser graves. Por ejemplo, si los armónicos fueran tan malos como para causar interferencias en un circuito de control crítico, causando un mal funcionamiento de ese circuito, eso sería malo independientemente de su efecto (o no) en otros clientes.

Por lo tanto, desde esta perspectiva, los límites están ahí para obligarlo a considerar la compatibilidad electromagnética con equipos vulnerables en su propia instalación.

Anecdóticamente, las fuentes de alimentación sucias causan todo tipo de problemas intermitentes y difíciles de encontrar.

Mi jefe me contó una historia sobre cómo instalaron una planta llena de VSD (unidades VVVF) sin filtrado de armónicos. El problema fue que las subestaciones se dispararían por falla de tierra (?) Aparentemente al azar cuando se iniciaban las unidades, ¡incluidas las subestaciones en el extremo opuesto de la planta donde se inició el VSD!

Finalmente, se determinó que los relés no funcionaban correctamente debido a las corrientes armónicas. Desde la memoria, la corriente armónica fluía a través de toda la planta a través de caminos de tierra, incluidas estructuras metálicas estructurales y bandejas de cables metálicos, por lo que un VSD en un lado de la planta pudo afectar una subestación en el otro lado. Los trayectos eléctricos tuvieron que romperse reemplazando algunas secciones de la bandeja de metal por bandejas de plástico, etc.

Al final, el problema solo se resolvió después de realizar un costoso proceso de rectificación. Una vez más, los límites están ahí para garantizar que tenga que considerar los armónicos desde el principio, ¡así que esto no le sucede a usted !

Las compañías eléctricas quieren que reduzca los armónicos en sus cargas / dispositivos porque esos armónicos no son facturables. Si multiplicas matemáticamente tu forma de onda de voltaje limpio por la forma de onda actual (que contenía los armónicos), solo la frecuencia primaria de la corriente resultaría en una potencia que tenía un promedio (y es facturable). Las otras corrientes no contribuyen a la potencia de salida de su máquina / carga / aparato, PERO los cables de cobre a sus instalaciones tienen que ser lo suficientemente gruesos para tomar esta corriente adicional.

Todo es parte de la corrección del factor de potencia y uno de sus principales objetivos es reducir las pérdidas y ahorrar dinero.

Si estos armónicos activan el cableado de su casa / edificio, también puede haber un problema de radiación de EMC y también se puede interferir con ciertos equipos.

En cuanto a la distorsión de la forma de onda del voltaje: usted, como cliente, no querría esto, ya que los motores pueden generar un exceso de calor (debido a los armónicos más altos), por lo que diría que los límites de distorsión armónica de voltaje están para proteger el consumidor tanto como cualquier otra cosa.

Respuesta corta, armónicos aumentados en la carga (alta capacitancia o inductancia) hacen que las curvas de corriente y voltaje salgan desfasadas de hasta 90 grados. Cuando esto sucede, el voltaje es cero cuando la corriente está en su punto máximo y viceversa. El resultado es un aumento en la resistencia $ {R_total = \ sqrt {R ^ 2 + (C_r-L_r) ^ 2}} $ El aumento de la resistencia significa una mayor generación de calor que puede causar un fallo en el devanado. Así que sí, los armónicos altos son malos. Los servicios públicos tienen grandes bancos de condensadores e inductores que les permiten regular los armónicos. Usted no Así que si eres dueño de tu generador son realmente malos. Asegúrese de equilibrar sus cargas capacitivas e inductivas.