← Voltar para a categoria Energia e Gerenciamento de Energia

O Impacto interferência elétrica tem eficiência e poder desperdiçado

As empresas estão constantemente sob pressão para serem eficientes em termos energéticos e garantir que não desperdiçam eletricidade. No entanto, enquanto a maioria de nós sabe que isso significa mais do que simplesmente desligar dispositivos e equipamentos quando não estão em uso, muitos não estão conscientes do impacto que a interferência elétrica tem em eficiência e perda de energia. Aqui, Steve Hughes, diretor-gerente do especialista em qualidade de energia REO UK, explica como as empresas podem ficar seguras de interferências.

Steve Hughes, Diretor Gerente da REO UK

Steve Hughes, Diretor Gerente da REO UK

A qualidade do poder é um termo que muitas pessoas usam, mas poucos compreendem completamente. Normalmente associado a um fornecimento estável de eletricidade de rede elétrica, a qualidade da energia cobre uma série de problemas, incluindo a continuidade do fornecimento de eletricidade, flutuações e picos de tensão e corrente, bem como transientes ou correntes harmônicas.

Muitas vezes, somos avisados ​​dos perigos das interferências elétricas. À medida que um número crescente de negócios se torna dependente de uma fonte de energia constante, torna-se cada vez mais importante que o poder seja estável e confiável.

No entanto, a interferência elétrica em si é um termo geral que se refere a qualquer problema de qualidade de energia que afeta e perturba negativamente uma fonte de alimentação. Para que as empresas protejam seus sistemas adequadamente, eles devem primeiro identificar e compreender os riscos específicos que enfrentam.

Picos de tensão e flutuações

Todo engenheiro elétrico sabe que os picos de tensão são um incômodo muitas vezes imprevisível e inevitável. Spikes ocorrem quando há uma tensão transitória repentina, inesperada e substancial que dura menos de dois nanosegundos. Se o raio atingisse uma linha de energia ou um data center, por exemplo, isso resultaria em um pico de alta tensão que interfira com o fluxo de energia e pode danificar os componentes.

No entanto, os pontos não devem ser confundidos com as flutuações atuais. Enquanto as pontas são saltos breves de voltagem, as flutuações nos suprimentos de energia incluem tanto surtos quanto dips que duram mais de três nanosegundos. Normalmente, estes são desvios da faixa de tensão normal que são significativamente menores do que os espinhos, geralmente cerca de cinco por cento maior ou menor, mas o impacto que eles têm é igualmente importante para o endereço.

O impacto principal das flutuações atuais é que eles afetam negativamente o desempenho dos equipamentos conectados à fonte de alimentação. Embora a maioria dos dispositivos seja projetada para manter a operação dentro de uma faixa específica de tensão nominal, existem muitas aplicações industriais onde este não é o caso.

Nos sistemas de segurança, por exemplo, é vital que a fonte de alimentação seja estável e confiável. Se houve surtos de tensão ou mergulhos na fonte de alimentação de um sistema de segurança, existe o risco de o sistema funcionar mal, mesmo que apenas temporariamente. Da mesma forma, tensões instáveis ​​em ambientes médicos levam ao risco de falhas críticas do equipamento.

Para manter equipamentos sensíveis totalmente funcionais e seguros contra flutuações atuais, é importante que as empresas usem filtros de energia em seus sistemas. Os filtros fornecem uma maneira fácil de eliminar as correntes prejudiciais, a fim de regular as fontes de alimentação e evitar falhas de desempenho. Dependendo do filtro de potência usado, ele também pode fornecer proteção contra outros problemas disruptivos, como correntes harmônicas.

Correntes harmônicas

Correntes harmônicas

Durante anos, a qualidade da energia era um problema quase exclusivamente reservado para aplicações industriais. Quando os fabricantes começaram a usar dispositivos não-lineares, comutados, como unidades de velocidade variável (VSDs) para controlar a velocidade de um motor que conduzia uma correia transportadora, eles tiveram que prestar atenção ao efeito que esses dispositivos possuem na rede elétrica.

As correntes harmônicas são um exemplo do efeito que esses dispositivos podem ter. As correntes harmônicas são significativamente mais problemáticas para os engenheiros elétricos do que as flutuações. Eles ocorrem regularmente quando cargas não-lineares - como uma unidade de velocidade variável (VSD) usada para controlar a velocidade de um motor - induzem uma corrente não sinusoidal na carga fornecida. Isso resulta em uma maior corrente de amplitude, o que aumenta o consumo de energia e acelera a taxa de degradação do componente.

Embora os harmônicos tenham sido um problema em toda a indústria elétrica, está se tornando cada vez mais importante que os engenheiros elétricos usem tecnologia para limitar o impacto de harmônicos. O uso generalizado da eletrônica, bem como uma tendência para as energias renováveis, significou que vimos um maior número de cargas não-lineares nos últimos anos.

Os harmônicos são causados ​​por cargas elétricas não-lineares, como muitas fontes de alimentação de modo alternativo (SMPS) que são comumente usadas na eletrônica de energia, incluindo computadores e carregadores. Um SMPS permite que o dispositivo seja mais leve e compacto. Infelizmente, o processo de comutação de alta freqüência causa harmônicos.

Em pequenas doses, os harmônicos não causam muito danos aos sistemas. No entanto, em grandes quantidades, como em centros de dados em que muitas PCs são usadas simultaneamente, as harmônicas causam distorção que pode causar estragos em sistemas elétricos. No melhor dos casos, as empresas vão descobrir que seus custos de energia irão subir. O pior caso é que componentes-chave em sistemas elétricos, incluindo o isolamento de transformadores de potência, podem superaquecer e degradar mais rapidamente.

Em aplicações de HVAC, por exemplo, uma má qualidade de energia pode danificar os componentes HVAC, incluindo permutadores de calor, ventiladores, motores de bombas, condensadores e fornos, reduzindo a vida útil e aumentando os custos de energia. Combinado com o fato de que a maioria dos edifícios, escritórios e instalações residenciais e comerciais possuem alguma forma de aquecimento, ventilação e ar condicionado (HVAC), é fácil ver a escala do problema das correntes harmônicas.

Da mesma forma, inversores paralelos que conectam linhas de energia de fontes de energia renováveis ​​à rede elétrica principal são propensos a ressonância harmônica. Enquanto os harmônicos em ambientes de plantas podem ter efeitos adversos, a interrupção da rede elétrica é mais substancial e pode resultar em qualquer coisa, desde instabilidade menor até apagões.

[Felizmente, os engenheiros podem abordar harmônicos de várias maneiras. O mais econômico é usar um filtro passivo para mitigar os harmônicos em um sistema a um nível aceitável de distorção harmônica total (THD), tipicamente abaixo de cinco por cento. Isso pode levar a custos operacionais significativamente reduzidos dependendo da quantidade de correntes harmônicas em uma rede de energia.

Na verdade, a REO UK criou recentemente uma calculadora online de economia de energia para ajudar os gerentes das instalações e os engenheiros da planta a identificar o custo e as economias de energia de integrar um filtro passivo em seus sistemas. Este é um passo em frente para ajudar as empresas a perceber os custos ocultos das correntes harmônicas.

Interferência eletromagnética (EMI)

Interferência eletromagnética (EMI)

A maioria dos engenheiros elétricos tem, pelo menos, consciência de que seus sistemas devem cumprir as diretrizes de compatibilidade eletromagnética (EMC), como 2004 / 108 / EC na UE. A razão para isso é que a interferência eletromagnética (EMI) é um grande problema nos sistemas de energia que, como os harmônicos, podem levar a energia inconsistente e componentes danificados.

A EMI é um problema particularmente importante para o setor renovável. A maioria das energias renováveis ​​é gerada no formulário DC, que deve ser convertida em AC antes de poder ser usada na rede elétrica. Isso é feito usando inversores que funcionam de forma eficiente, mas reduzem a qualidade de energia.

Isso afeta muitos componentes críticos em dispositivos, incluindo os enrolamentos SMPS e transformadores.

Para melhorar a qualidade da energia, os filtros EMC podem ser usados ​​para limitar a interferência. Estes filtros de passagem baixa são projetados para parar o fluxo de ruído EM e refletir de volta na fonte original. Isso exige que os filtros sejam capazes de lidar com a dissipação de energia, por isso é aconselhável que os engenheiros elétricos trabalhem em estreita colaboração com especialistas em qualidade de energia para garantir que eles escolham a solução certa.

Os problemas de qualidade de energia que enfrentamos em nossos sistemas elétricos podem parecer assustadores no início, mas, felizmente, a maioria pode ser facilmente abordada com o equipamento e planejamento certos. Ao manter os sistemas seguros contra interferências, os engenheiros elétricos podem garantir que todas as máquinas e equipamentos permaneçam econômicos e ecológicos durante o uso.

Informador de Indústria de Processos

Notícias relacionadas

Deixe um comentário

Seu endereço de email não será publicado. Campos obrigatórios são marcados com *

Este site usa o Akismet para reduzir o spam. Saiba como seus dados de comentário são processados.