HT instruments VEGA78 - Manuale (Pagina 118)

VEGA78
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10.2.3. Cause della Presenza di Armoniche
Qualsiasi utilizzatore che alteri l'onda sinusoidale o usi soltanto una parte di detta onda
causa distorsioni alla sinusoide e quindi armoniche.
Tutti i segnali di corrente risultano in qualche modo virtualmente distorti. La più comune è
la distorsione armonica causata da carichi NON LINEARI quali elettrodomestici, personal
computer o regolatori di velocità per motori. La distorsione armonica genera correnti
significative a frequenze che sono multipli interi della frequenza di rete. Le correnti
armoniche hanno un notevole effetto sui conduttori di neutro degli impianti elettrici.
Nella maggior parte dei paesi la tensione di rete in uso è trifase 50/60Hz erogata da un
trasformatore con primario collegato a triangolo e secondario collegato a stella. Il
secondario generalmente produce 230VAC tra fase e neutro e 400VAC fase e fase.
Equilibrare i carichi per ciascuna fase ha sempre rappresentato un rompicapo per i
progettisti di impianti elettrici. Fino a qualche decina di anni or sono, in un sistema ben
equilibrato, la somma vettoriale delle correnti nel neutro era zero o comunque piuttosto
bassa (data la difficoltà di raggiungere l’equilibrio perfetto). Le apparecchiature collegate
erano lampade a incandescenza, piccoli motori ed altri dispositivi che presentavano carichi
lineari. Il risultato era una corrente essenzialmente sinusoidale in ciascuna fase ed una
corrente con valore di neutro basso ad una frequenza di 50/60Hz.
Dispositivi “moderni” quali televisori, lampade fluorescenti, apparecchi video e forni a
microonde normalmente assorbono corrente solo per una frazione di ciascun ciclo
causando carichi non lineari e di conseguenza correnti non lineari. Ciò genera strane
armoniche della frequenza di linea di 50/60Hz. Per questo motivo, allo stato odierno, la
corrente nei trasformatori delle cabine di distribuzione contiene non solo una componente
50Hz (o 60Hz) ma anche una componente 150Hz (o 180Hz), una componente 250Hz (o
300Hz) e altre componenti significative di armonica fino a 750Hz (o 900Hz) ed oltre.
Il valore della somma vettoriale delle correnti in un sistema correttamente bilanciato che
alimenta carichi non lineari può essere ancora piuttosto basso. Tuttavia la somma non
elimina tutte le correnti armoniche. I multipli dispari della terza armonica (chiamati i
“TRIPLENS”) si sommano algebricamente nel neutro e quindi possono causare
surriscaldamenti del medesimo anche con carichi bilanciati.
10.2.4. Conseguenza della Presenza di Armoniche
In generale le armoniche d'ordine pari, 2a, 4a ecc. non sono causa di problemi. Le
armoniche triple, multipli dispari di tre, si sommano sul neutro (invece di annullarsi)
creando così una situazione di surriscaldamento del conduttore stesso potenzialmente
pericolosa.
I progettisti devono considerare i tre punti di seguito elencati nella progettazione di un
sistema di distribuzione di energia contenente correnti di armoniche:
 Il conduttore del neutro deve essere sufficientemente dimensionato.
 Il trasformatore di distribuzione deve avere un sistema di raffreddamento ausiliario per
continuare il funzionamento alla sua capacità nominale se non è adatto alle armoniche.
Ciт и necessario perché la corrente armonica nel neutro del circuito secondario circola
nel primario collegato a triangolo. Questa corrente di armonica in circolazione porta ad
un surriscaldamento del trasformatore.
 Le correnti armoniche della fase vengono riflesse sul circuito primario e ritornano alla
fonte. Ciò può causare distorsione dell’onda di tensione in modo tale che qualsiasi
condensatore di rifasamento sulla linea può essere facilmente sovraccaricato.
La 5a e l'11a armonica si oppongono al flusso della corrente attraverso i motori
rendendone più difficile il funzionamento limitandone la vita media.
In generale piщ и elevato il numero d'ordine della armonica e minore è la sua energia e
quindi minore l'impatto che avrà sulle apparecchiature (fatta eccezione per i trasformatori).