Acier, textile, automobile, impression, nourriture, chimique, verre, ateliers d'usinage
01 · Contexte 02 · Problème 03 · Pourquoi le 5 04 · Solution 05 · Résultats 06 · Perspective Références Puissance Qualité Harmoniques Alimentation & Boissons CEI 61000-2-4 Condenseur
La tension augmente (1.1–1,8 pu, 0.5 les cycles à 1 procès-verbal) provoquer des échecs MOV, Déclenchements de surtension du VFD, contrainte d'isolation, et redémarrages de l'automate - souvent avec un retard, dégâts cachés. Trois causes: Défaut SLG sur MT non mise à la terre (maximum 1.73 pu sur les phases saines), rejet de charge importante, et commutation de batterie de condensateurs. TP. Cas de terrain PLN Sibolga: 3-défaut de phase produit 1.724 pu gonflement sur la phase A — DVR réduit à 0.997 pu simultanément avec récupération de l'affaissement sur la phase C.
Interharmoniques - composantes de fréquence qui ne sont pas des multiples entiers de la fondamentale (e.g. 75 Hz, 130 Hz sur un 50 Système Hz) — sont produits par des onduleurs photovoltaïques, éoliennes, Chargeurs EV, cycloconvertisseurs, et liaisons HVDC. Leur effet le plus dangereux: un interharmonique à 58 Hz crée un 8 Fréquence de battement Hz – tout à fait dans la plage de sensibilité visuelle humaine maximale. Cas de terrain: PV simultané + Chargeur de VE + le micro-onde sur un circuit BT produit des interharmoniques stochastiques provoquant un scintillement de la lumière. Norme CEI 61000-4-7 les analyseurs ne peuvent pas les caractériser correctement.
Quatre effets négatifs documentés de la distorsion supraharmonique (2–150 kHz) sur les réseaux de distribution MT et BT: perte de puissance et échauffement dus à l'effet cutané, vieillissement des matériaux diélectriques à des taux de cycle de contrainte accélérés, Défaillances de terminaison de câble MT dues à une contrainte diélectrique combinée et à un échauffement local, et interférences CPL dans les systèmes de comptage intelligent et de réponse à la demande. Constatation clé: Le rapport de transfert du transformateur MT/BT est de 0,5 à 3,0 — certains composants supraharmoniques sont amplifiés en passant de MT à BT. Forte corrélation mesurée dans les sous-stations 16 km l'un de l'autre. Aucune limite de planification ou de compatibilité n'existe actuellement ci-dessus 9 kHz.
Mirus International démontre pourquoi le DOE 2016 les évaluations d'efficacité du transformateur manquent la cible pour les environnements riches en harmoniques. La charge moyenne pondérée aux charges produisant des harmoniques nécessite des équations d'efficacité ajustées — la conception du transformateur ULLTRA atteint un rendement élevé sur tout le spectre de charge., pas seulement à la cote nominale.
Mirus International démontre que les générateurs alimentant des charges non linéaires doivent être déclassés ou surdimensionnés pour éviter une distorsion de tension excessive – la pratique standard ajoute 20 à 25 % de capacité du générateur. Le filtre à large spectre (linéateur) élimine l'exigence de surdimensionnement en réduisant le courant harmonique tiré du générateur, permettant une sélection de générateurs de bonne taille et des économies significatives de capital et de carburant.
Les applications VFD à câble long produisent une résonance de câble qui amplifie dV/dt aux bornes du moteur, provoquant une contrainte d'isolation et une panne prématurée du moteur.. Un filtre dV/dt limite le taux d'augmentation de tension mais ne produit pas une véritable onde sinusoïdale. Un filtre sinusoïdal élimine à la fois la résonance et le contenu harmonique. Une comparaison sur le terrain à la San Antonio Water Authority montre la tension mesurée aux bornes du moteur pour les deux types de filtres.
Document de conférence IEEE du professeur. José Carlos de Oliveira (Université fédérale d'Uberlândia) — mesures sur site dans une usine textile brésilienne. Cadre à quatre paramètres: profil de tension, distorsions harmoniques, déséquilibre de tension, et risque de transfert de ligne d'alimentation. Un document fondamental sur la méthodologie d’évaluation de la QP industrielle. Le PDF est disponible en téléchargement depuis la bibliothèque IPQDF.
Une aciérie équipée d'entraînements à vitesse variable a connu des déclenchements fréquents du VSD avec “surtension en ligne AC” indication malgré une tension normale en régime permanent. Les surtensions de commutation induites par les services publics – invisibles aux voltmètres RMS – en étaient la cause première. Ce cas démontre pourquoi une véritable surveillance PQ avec capture des transitoires est essentielle dans les installations comportant de longs câbles et des charges VSD.
L'alimentation double des services publics a évité une panne de plusieurs heures lorsqu'un défaut induit par le vent a provoqué un défaut ligne à ligne au sous-station de l'usine d'assemblage automobile - mais n'a pas empêché la chute de tension de 4,8 cycles à 68% tension qui provoquait encore des perturbations du processus. Quatre moniteurs synchronisés par GPS ont confirmé simultanément le défaut sur les deux lignes de transmission.. Un DVR aurait évité complètement les perturbations du processus.
Des harmoniques non caractéristiques (ordres non prévus par la formule standard 6k ± 1 pour les redresseurs à 6 impulsions) apparaissent dans les systèmes électriques présentant une asymétrie de l'angle d'amorçage du convertisseur., déséquilibre de l'approvisionnement, ou plusieurs charges non linéaires qui se chevauchent. L'article Schlumberger/IEEE présente une méthodologie d'identification utilisant l'empreinte harmonique pour détecter les systèmes électriques défectueux à partir de leur signature harmonique non caractéristique..
Un important centre de transformation et de distribution alimentaire à Dortmund, Allemagne - 100,000 Installation de m² — a connu des interruptions de production et des dysfonctionnements d'équipement dus à la distorsion harmonique générée par les VFD dans l'installation hautement automatisée. L'installation d'un filtre harmonique actif a réduit le THD actuel et éliminé les interruptions de production. Les mesures avant/après confirment la conformité au code de réseau allemand.
Une usine belge de radiateurs dotée de six lignes de production de soudage a généré des valeurs de scintillement Pst de 1.6 — plus de deux fois la limite de 0.7. Six unités de filtre harmonique actif fournissant 2.1 La compensation réactive continue totale MVAr a réduit le scintillement à un niveau constamment inférieur 0.63, vérifié de manière indépendante. Le temps de réponse de l'AHF a été le facteur décisif par rapport au SVC : il suit la forme d'onde réelle du courant de soudage en temps réel..
Le plus grand producteur de fil d'acier d'Europe a été confronté à une limite de scintillement plus stricte de la part du service public alors que l'utilisation du réseau local augmentait.. Les soudeuses par points de Schlatter AG ont produit des émissions de scintillement dépassant la nouvelle limite. Une installation STATCOM a réduit le scintillement à des niveaux conformes — le cas documente la méthodologie d'évaluation, Dimensionnement STATCOM, et les résultats de mesure avant/après.
Le banc d'essai dynamique d'un grand fabricant européen - avec une charge hautement variable - a produit des harmoniques allant jusqu'au 100ème ordre et au-delà, plus des coupures de tension qui ont corrompu les résultats des tests.. Des filtres d'harmoniques actifs compensant jusqu'au 100ème ordre ont éliminé ces deux phénomènes, restaurer l'intégrité des tests de développement et empêcher les faux échecs de tests dus à des artefacts d'alimentation électrique.
Imprimerie d'Amsterdam produisant 1 Des millions de journaux par jour, avec des presses fonctionnant presque continuellement, ont connu des problèmes de qualité de production se manifestant par des arrêts de production et des interférences d'éclairage fluorescent.. Installation d'un filtre anti-harmoniques actif THD à courant réduit, tension stabilisée, éliminé le scintillement de l'éclairage, et réduction des temps d'arrêt mesurés. La comparaison de la forme d'onde de tension avant/après montre l'amélioration.
Examen universitaire des mécanismes de génération d'harmoniques en Arabie Saoudite, chemins de propagation, et techniques d’atténuation des charges non linéaires – couvrant les filtres passifs, filtres actifs, approches hybrides, et convertisseurs multi-impulsions. Fournit des bases théoriques pour la sélection de l’atténuation des harmoniques, avec des exemples concrets pour différents types de charges industrielles. Publication de l'Université du Roi Saoud.
Une usine chimique utilisant de grands convertisseurs statiques pour les processus électrochimiques a connu des défaillances répétées des filtres harmoniques. L'enquête a même révélé une résonance harmonique - un problème inhabituel que l'on trouve généralement uniquement dans les redresseurs non contrôlés ou les systèmes avec décalage CC.. Les harmoniques paires étaient causées par un amorçage asymétrique des thyristors du convertisseur., créant des courants harmoniques de 2e et 4e pour lesquels le filtre n'a pas été conçu pour gérer.
Réseau de distribution sud-africain avec deux points de résonance à des ordres harmoniques différents : un filtre à réglage unique traite une résonance mais peut amplifier l'autre. Un cas de l'Université de technologie de la péninsule du Cap documente le processus de conception de filtre pour un réseau à deux fréquences de résonance, nécessitant un filtre double réglage soigneusement désaccordé pour traiter les deux simultanément.
Une usine de transformation d'acier a connu des pannes inexpliquées de condensateurs et des fusibles dans une batterie de condensateurs à commutation automatique.. L'enquête d'Eaton Engineering a révélé une résonance harmonique entre la batterie de condensateurs et l'impédance du système, selon un ordre harmonique spécifique., l'impédance a été amplifiée, surcharge des condensateurs bien au-delà de leur capacité nominale. Cas classique de résonance de condensateur harmonique avec solution analytique complète.
Mesures en laboratoire sur un 2.2 Variateur de vitesse kW soumis à des creux de tension contrôlés d'amplitude et de durée variables. Les condensateurs du bus CC et la capacité de maintien de l'ASD sont caractérisés, montrant la limite entre le maintien et le déclenchement en fonction de la profondeur et de la durée de l'affaissement.. Fournit la base expérimentale pour la spécification de l'immunité ASD dans les applications industrielles sensibles.
Dans une usine sidérurgique du nord de l'Italie, tous les équipements électroniques de laboratoire se comportaient de manière erratique, apparemment sans raison.. L'enquête a révélé des défauts de construction dans le système de mise à la terre créant d'importantes boucles de courant. Avec de forts courants circulant sur le chemin de retour terrestre, la différence de potentiel entre les masses des équipements était suffisante pour provoquer une corruption des données et un dysfonctionnement des équipements dans toute l'usine.
Sélection et évaluation du transformateur du convertisseur à six impulsions lorsque le spectre harmonique est connu. Le chapitre du John Wiley Handbook of Power Quality couvre le calcul du facteur K, estimation supplémentaire des pertes, et méthodologie de déclassement pour les transformateurs alimentant les charges du redresseur. Fournit la procédure de calcul dont les ingénieurs ont besoin pour spécifier correctement les transformateurs pour les environnements de charge non linéaires.
Méthodologie de prédiction du scintillement CEI appliquée au raccordement d'une nouvelle machine à souder triphasée à un poste existant 15 réseau kV. L'étude utilise des méthodes d'évaluation simplifiées de la CEI 61000-3-7 pour évaluer si la nouvelle charge entraînera un dépassement de la limite Pst au PCC — un outil de planification pour les services publics évaluant de nouvelles demandes de raccordement industriel.
Banc de test dynamique avec modèles de chargement programmables produisant des harmoniques jusqu'au 100ème ordre et des coupures de tension significatives. L'installation du filtre harmonique actif Comsys ADF réduit les entailles et la distorsion harmonique, restaurer la qualité d'alimentation des autres équipements sur le même transformateur. Un duplicata du cas 2328 avec un arrière-plan légèrement différent - Comsys vs. Marque des filtres harmoniques actifs.
Centre de distribution REWE Dortmund — boucherie reconstruite et agrandie avec une densité VFD élevée — des harmoniques ont provoqué des dysfonctionnements des machines. Le filtre harmonique actif Comsys ADF a ramené le THD actuel dans des limites acceptables et éliminé les problèmes de machines.. Duplicata du dossier 2336 avec la marque Comsys — même site REWE Dortmund, même solution.
WDI (Industrie du fil de Westphalie) — Le plus grand producteur de fil d'acier d'Europe — a installé un STATCOM à Salzgitter, Allemagne, après qu'une limite de scintillement plus stricte ait été imposée par le service public. Les soudeurs par points produisant des impulsions de courant brusques en étaient la source. L'injection de courant réactif rapide du STATCOM a réduit le scintillement Pst de non conforme à en dessous de la nouvelle limite..
01 · Contexte · 02 · Problème · 03 · Solution · 04 · Résultats · 05 · Perspective PQ · Références Charges de soudage par scintillement Filtre harmonique actif FR 50160
Application d'un filtre harmonique à semi-conducteurs dans une usine de fabrication textile — réduisant l'injection de courant harmonique provenant de machines entraînées par VFD. Le filtre a également amélioré le facteur de puissance, réduire les frais de puissance réactive du service public. Disponible sous forme de document technique externe lié.
Canal HIOKI PW3198 4 est isolé des trois canaux de mesure de tension, ce qui permet la surveillance de l'alimentation CC, mesure du deuxième circuit, ou mesure du courant neutre simultanément avec la tension triphasée. Configurations de mesure pratiques pour des scénarios de surveillance industrielle complexes.
Surveillance à distance d'un analyseur de qualité d'énergie via LAN à l'aide de la fonction serveur HTTP — aucun logiciel spécial requis. Miroir d'écran HIOKI PW3198 à 0.5 deuxième taux de rafraîchissement avec protection par mot de passe pour les modifications de paramètres. Élimine le besoin de visites de techniciens sur site lors de campagnes de surveillance prolongées.
Bruit conducteur - perturbations électriques à haute fréquence se propageant à travers l'alimentation, signal, et les câbles de terre contre les surtensions de foudre, les décharges électrostatiques, et harmoniques d'ordre élevé - provoque un dysfonctionnement de l'équipement et des interférences radio/TV dans les locaux voisins. Techniques de mesure HIOKI couvrant jusqu'à 100 MHz identifie la bande de fréquence du bruit et le chemin de propagation pour une atténuation ciblée.
Les alimentations électriques dotées de dispositifs de commande à semi-conducteurs génèrent un bruit haute fréquence supérieur à plusieurs kHz — des harmoniques d'ordre élevé qui provoquent un dysfonctionnement de l'équipement et des interférences radio/TV.. La mesure HIOKI à 100 V monophasé montre le spectre de fréquence, effets d'amplification de résonance, et le seuil à partir duquel le bruit devient dangereux pour les équipements connectés.
Guide technique HIOKI pour déterminer si les harmoniques circulent d'une installation vers le réseau ou du réseau vers l'installation — la question fondamentale pour l'attribution des sources d'harmoniques. Couvre les méthodes de mesure de la direction de la puissance, Évaluation de la conformité aux directives japonaises sur les services publics, et des exemples de mesures sur le terrain montrant à la fois des scénarios d'entrée et de sortie avec le HIOKI PW3198.
Une usine d'Asie du Sud-Est fonctionnant sur un circuit monophasé de 100 V a subi des alimentations électriques endommagées. Deux semaines de surveillance ont révélé d'importantes fluctuations de tension de ± 50 V entre 9 MP et 9 AM la nuit – en corrélation avec les modèles de charge du quartier. Les données d'événement ont confirmé des chutes de tension à 75 Vrms et gonfle à 125 Vrms. La qualité de l'approvisionnement était bien en dehors des limites acceptables pendant les heures creuses.
Dix-huit jours de surveillance sur un circuit monophasé 100V enregistrés 68 événements de distorsion de forme d'onde identiques, ensuite classé en deux types: Transitoires de commutation de l'onduleur et bruit de forme d'onde persistant. La technique de comparaison systématique des formes d'onde montre comment la classification des événements révèle la cause première : l'onduleur ne revenait pas à la sortie d'onde sinusoïdale après la commutation..
Les systèmes UPS à faible coût vendus dans les magasins de détail produisent des ondes carrées plutôt que des ondes sinusoïdales – un fait que la plupart des utilisateurs ignorent.. La mesure HIOKI montre les augmentations et les baisses de tension lors des transitions de commutation de l'onduleur dans les systèmes sans compensation de tension de sortie.. L'équipement conçu pour l'alimentation en onde sinusoïdale peut mal fonctionner sur la sortie UPS à onde carrée.
Un circuit triphasé 200 V d'usine a enregistré simultanément des surtensions transitoires récurrentes sur les trois phases, se produisant deux fois par cycle fondamental avec 820 espacement en µs, entre 10 kHz et 30 kHz, culminant à 120-260 V. L'apparition simultanée de trois phases et le schéma de synchronisation précis indiquent un phénomène de résonance, il ne s'agit pas d'un événement de commutation - cause première indéterminée.
Dommages à l'alimentation électrique de l'équipement imputables à des surtensions transitoires causées par la commutation du condensateur de correction du facteur de puissance au sein de l'installation. La forme d'onde de commutation se propage à travers le circuit BT sans filtrage et combinée avec des transitoires impulsionnels à la coupure, créant des pics de tension dommageables. Un dispositif de filtrage au niveau de la batterie de condensateurs aurait évité les pannes d'équipement.
Simulation en laboratoire de la chute de tension provoquée par l'impédance du câble : un câble de 1 Ω transportant 10 A produit un 10 Chute de tension Vrms, réduire une alimentation de 100 V à moins de 90 V. Équipement conçu pour tolérer une variation de tension de ± 10 % et se déclenche lorsque l'impédance du câble consomme toute la marge de tolérance.. Démontre pourquoi le dimensionnement des câbles doit tenir compte du courant à pleine charge, y compris le contenu harmonique.
Les moteurs de l'atelier d'usinage tombent en panne à plusieurs reprises malgré aucun changement dans les charges mécaniques et les autres équipements du même service fonctionnent normalement. Le superviseur de l'atelier de rembobinage de moteurs a utilisé la mesure Fluke pour identifier le déséquilibre de tension et la distorsion harmonique - une combinaison classique qui produit des courants de rotor inverses., augmentant considérablement la température de l'enroulement du moteur et raccourcissant la durée de vie du moteur.
Coûts de baisse de tension dans les usines de papier $250,000 par événement. Une interruption de 5 cycles dans une verrerie coûte cher $200,000 minimum. Duke Energy et l'Université de Clemson ont développé le simulateur de processus portable Webstand pour établir la limite d'immunité (la profondeur et la durée de la chute de tension pendant laquelle le processus de production de textile ou de film se déclenche) avant que les pertes de production ne surviennent plutôt qu'après..
Une verrerie importée d'un 60 Hz pays vers un 50 Le pays Hz a subi des pannes répétées de contrôle électronique, réduire la capacité de production en 50%. Les voltmètres et les simples moniteurs n'ont pas réussi à déterminer la cause. La surveillance complète du PQ a finalement révélé des transitoires de tension et une distorsion harmonique incompatibles avec le 60 Électronique conçue en Hz : un problème de migration de fréquence aggravé par une mauvaise qualité de l'énergie.
Un fabricant de supports de silencieux a ajouté de grandes soudeuses automatisées, produisant un, 4% chute de tension à intervalles de 30 secondes qui a provoqué des plaintes des services publics de tous les circuits de la même sous-station. Le service public était confronté à un choix impossible: perdre le fabricant qui emploie 200 employés ou continuer à recevoir des plaintes de tous les autres clients. Le PQ-SVC d’American Superconductor a résolu les deux problèmes simultanément.
