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Aconselhar para escolher o filtro harmônico direito

No 1976, descobriu-se que a bactéria que causa a doença dos Legionários, uma estirpe atípica de pneumonia, sempre esteve presente na água, mas foi a temperatura precisa da água nos sistemas de aquecimento, ventilação e ar condicionado que facilitaram os níveis máximos de reprodução das bactérias . Este é apenas um exemplo das conseqüências não desejadas da tecnologia.

Uma história semelhante e mais recente vem do mundo da indústria e apresenta o crescente problema de correntes harmônicas e distorção de tensão de nível de utilidade, como resultado de um número crescente de cargas não-lineares em ambientes industriais e comerciais. Aqui, John Mitchell, gerente global de desenvolvimento de negócios do especialista em fornecimento, reparação e serviço de campo, CP Automation, compartilha suas principais dicas para empresas que desejam encomendar ou substituir filtros harmônicos.

Por que os harmônicos são um problema?
As cargas não lineares incluem equipamentos de escritório comuns, como computadores, impressoras e carregadores de bateria, bem como equipamentos industriais como iluminação fluorescente, unidades de velocidade variável (VSDs) e transformadores. Uma carga é considerada não-linear se sua impedância muda com a tensão aplicada. Esta mudança significa que a corrente extraída pela carga não linear não será sinusoidal mesmo quando estiver conectada a uma tensão sinusoidal. As cargas não sinusoidais contêm correntes harmônicas que interagem com a impedância do sistema de distribuição de energia para criar distorção de tensão e problemas de qualidade de energia.

A distorção de tensão pode causar danos significativos na instalação ou no equipamento de construção, bem como na fonte de alimentação. Os sintomas comuns de níveis de harmônicos altos incluem vibração do motor, entalhe de tensão, interferência eletromagnética e superaquecimento, todos prejudiciais para o equipamento e resultar em perda de calor e aumento de custos de manutenção e energia.

Os filtros harmônicos fazem o que dizem na lata: eles removem harmônicos e corrigem a fase das correntes fundamentais, convertendo cargas não lineares em linhas lineares. Por enquanto, tudo bem; No entanto, no que diz respeito ao comissionamento do filtro harmônico direito para sua aplicação específica, as coisas podem ficar complicadas.

Ativo versus passivo
A primeira coisa que você deve decidir é se você precisa de um filtro harmônico passivo ou ativo. A opção tradicional é um filtro passivo controlado eletro-mecânico ou semicondutor, usado para minimizar problemas de qualidade de energia na rede. Esses filtros operam principalmente de forma fixa e são sintonizados para uma ordem harmônica próxima à ordem a ser eliminada.

Muitas vezes, novos equipamentos são especificados para atender a um THID%, mas o problema para muitas plantas é que eles não sabem o quão ruim seu site já está. É quase como consertar um gesso pegajoso para uma ferida profunda. Em vez disso, as empresas devem considerar o que é fisicamente e comercialmente viável a longo prazo.

Ao tomar uma decisão, você também pode considerar uma solução mista. Ao montar filtros passivos em muitas aplicações, você pode adicionar uma solução ativa menor, o que pode economizar muitos custos dependendo da planta.

Uma desvantagem de filtros passivos é que eles são mais eficientes quando a carga está funcionando acima de 80%.

Por outro lado, os filtros harmônicos ativos monitoram continuamente a rede e injetam exatamente a quantidade certa de compensação quando é necessário. O filtro compensa a corrente harmônica ou a tensão extraída por cada carga. Isso permite que a forma de onda atual seja restaurada instantaneamente e reduz o consumo de corrente.

Para instalações em que a carga atual muda constantemente, os filtros harmônicos ativos funcionam melhor. Eles podem filtrar harmônicos em uma ampla gama de freqüências e se adaptar a qualquer tipo de carga.

Independentemente do tipo de filtro harmônico que você decida usar, certifique-se de que possui as certificações UL relevantes para o ambiente em que ele vai ser executado. Se não tiver certeza, você deve sempre se referir a um especialista.

Requisitos de classificação de espaço e corrente
Em ambientes onde o espaço é um problema, como edifícios comerciais em espaços urbanos, centros de dados, indústria de mineração ou piso de planta, é importante considerar o melhor ajuste para a finalidade na escolha de uma solução.

A modularidade pode desempenhar um papel fundamental na sua decisão, uma vez que se refere ao grau em que os componentes de um sistema podem ser separados e recombinados. Além das economias de espaço, a modularidade também significa economia de custos porque torna a instalação e a manutenção mais diretas, reduzindo a necessidade de muitos conectores e cabos. Com filtros harmônicos ativos, se um dos módulos tiver uma falha, um técnico pode desligar e reparar ou substituí-lo, enquanto o resto do filtro continua a ser executado no modo de redução. Desta forma, os níveis harmônicos são mantidos sob controle mesmo durante a manutenção.

Um benefício final dos filtros harmônicos modulares é que sua capacidade pode ser aumentada ou diminuída dependendo de como os sistemas da planta mudam, o que pode economizar custos significativos no longo prazo.

Sem excesso de calor
Outra coisa memorável sobre 1976 foi o verão particularmente quente desse ano. As correntes harmônicas podem induzir aquecimento adicional em geradores, o que pode ter um efeito negativo em todo o sistema. A longo prazo, os harmônicos também podem levar ao aquecimento de barramentos, cabos e equipamentos, causam danos térmicos aos motores de indução e geradores e tropeção térmica de dispositivos de segurança, como fusíveis ou sensores em disjuntores.

Neste ambiente já chispeante, qualquer fonte adicional de calor precisa ser pensada. Felizmente, alguns filtros ativos, como a série Comsys ADF, produzem até um terço menos calor do que outros devido às suas técnicas de comutação dos transistores bipolares de porta isolada (IGBTs). Da mesma forma, a série REVCON RHF de filtros passivos oferece até 99.5% de eficiência.

Ao comparar um filtro, seja eletivo ou passivo, você deve observar de perto o custo total de propriedade do usuário final. Depois de toda a perda de calor é um custo direto nas contas de energia. Isto é particularmente importante no chão de fábrica, nas aplicações marítimas e offshore ou em qualquer outro ambiente em que o espaço e o calor sejam particularmente preciosos.

Software intuitivo
Para facilitar a vida dos usuários, os filtros harmônicos ativos possuem software intuitivo e acesso remoto a dados. Isso significa que usuários autorizados podem acessar informações em tempo real e ver dados de harmônicos ao vivo usando um PC, laptop, tablet ou smartphone com acesso à internet. A maioria dos filtros harmônicos modernos possuem ferramentas baseadas na web que não requerem instalação ou licenças de software especiais.

O acesso remoto aos dados significa mais flexibilidade e maior tranquilidade para engenheiros e gerentes de instalações, que já não precisam estar no local para resolver um problema. Se as variáveis ​​do processo ultrapassarem os parâmetros estabelecidos e os alarmes forem apagados, o dispositivo notifica imediatamente a pessoa ou equipe responsável e eles podem acessar informações ao vivo. Isso deve ajudá-los a tomar decisões informadas, independentemente de onde estão no mundo.

Abordagem holística
Antes de encomendar um filtro harmônico para sua aplicação, é importante avaliar todo o sistema, calcular os harmônicos e dimensionar a solução certa para sua configuração específica. Não basta olhar individualmente para um aplicativo problemático; Em vez disso, você precisa olhar para a planta ou toda a operação como um todo. Muitas vezes, o que parece o problema pode realmente ser um efeito e não uma causa.

As empresas devem identificar e entender todos os componentes instalados no local quando se trata de cargas tanto lineares quanto não-lineares. Eles também devem estar cientes do tamanho do transformador e da corrente nominal de corte de curto-circuito. Só depois de entender o sistema na sua totalidade, uma empresa pode tomar uma decisão informada sobre o tipo de filtro harmônico que ele precisa, bem como sobre a capacidade e características adicionais que o filtro deve ter.

A CP Automation recomenda realizar uma pesquisa da planta e capturar a maior quantidade de informações possível ao longo de vários dias. Após esta análise inicial, podemos recomendar o produto mais apropriado e instalá-lo sem interrupções significativas.

Depois que o filtro harmônico estiver ao vivo por vários dias, outra pesquisa deve ser realizada para verificar se todos os problemas foram resolvidos. Isso garante que o produto é apropriado e dá às empresas uma verdadeira paz de espírito.

Os níveis crescentes de correntes harmônicas em aplicações industriais e comerciais são certamente uma conseqüência não desejada da absorção rápida de tecnologia. Felizmente, como o problema das bactérias da doença do Legionário, a solução é simples, sustentável e barata. Além disso, se você não tiver certeza do que o filtro harmônico que seu sistema precisa, a ajuda nunca está muito longe.

Informador de Indústria de Processos

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