Los armónicos en los sistemas eléctricos pueden plantear desafíos significativos, especialmente cuando se trata de barras colectivas rígidas. Como un proveedor de barra colectiva rígido líder, entendemos la importancia de abordar los efectos armónicos para garantizar la operación confiable y eficiente de los sistemas eléctricos. En esta publicación de blog, exploraremos varias estrategias para mitigar los efectos armónicos en las barras colectivas rígidas.
Comprender los armónicos y su impacto en las barras colectivas rígidas
Los armónicos son frecuencias no deseadas que son múltiplos enteros de la frecuencia fundamental (generalmente 50 o 60 Hz) en un sistema eléctrico. Se generan por cargas no lineales, como unidades de frecuencia variable (VFD), rectificadores y balastos electrónicos. Cuando los armónicos están presentes en un sistema eléctrico, pueden causar varios problemas para las barras colectivas rígidas.
Uno de los problemas principales es el aumento del calentamiento. La presencia de armónicos conduce a una corriente adicional que fluye a través de la barra colectiva. Según la ley de Joule (p = i²r), la pérdida de energía (calefacción) en un conductor es proporcional al cuadrado de la corriente. Por lo tanto, incluso un pequeño aumento en la corriente armónica puede dar como resultado un aumento significativo en el calentamiento. Este calentamiento excesivo puede reducir la vida útil de la barra colectiva, el aislamiento de daños y aumentar el riesgo de fuego.
Otro problema es la distorsión de la forma de onda de voltaje. Los armónicos pueden causar distorsión de voltaje, lo que puede afectar el rendimiento de otros equipos eléctricos conectados al mismo sistema. Para las barras colectivas rígidas, la distorsión de voltaje puede conducir a una distribución de corriente desigual, lo que puede causar estrés mecánico en la barra colectiva y sus estructuras de soporte.
Estrategias para mitigar los efectos armónicos
1. Dimensionamiento adecuado de la barra colectora
Uno de los pasos más fundamentales para mitigar los efectos armónicos es el tamaño correctamente de la barra colectiva rígida. Al dimensionar una barra colectiva, no es suficiente considerar solo la corriente fundamental. Las corrientes armónicas también deben tenerse en cuenta. Recomendamos utilizar herramientas de software que puedan analizar el espectro armónico de la carga y calcular la corriente armónica total. Según este análisis, la barra colectiva se puede tamaño para manejar las corrientes fundamentales y armónicas combinadas.
Por ejemplo, si un sistema tiene un alto nivel de armónicos del tercer orden, que a menudo están presentes en sistemas con cargas no lineales de fase única, la barra colectiva debe ser dimensionada para manejar la corriente adicional causada por estos armónicos. Un área cruzada más grande de la barra colectiva puede reducir la resistencia y, por lo tanto, el calentamiento causado por las corrientes armónicas.
2. Uso de filtros armónicos
Los filtros armónicos son dispositivos diseñados para reducir el nivel de armónicos en un sistema eléctrico. Hay dos tipos principales de filtros armónicos: filtros pasivos y filtros activos.
Filtros pasivos
Los filtros pasivos consisten en inductores, condensadores y resistencias conectadas en una configuración específica. Están diseñados para proporcionar una ruta de impedancia baja para las corrientes armónicas, desviándolas de la barra colectiva y otros equipos eléctricos. Por ejemplo, un filtro pasivo sintonizado puede diseñarse para resonar a una frecuencia armónica específica, como el quinto o séptimo armónico. Cuando la corriente armónica alcanza el filtro, se desvía a través del filtro en lugar de fluir a través de la barra colectiva.
Filtros activos
Los filtros activos son más avanzados que los filtros pasivos. Utilizan la electrónica de potencia para generar una corriente de compensación que es igual en magnitud pero opuesta en fase a la corriente armónica. Esta corriente de compensación se inyecta en el sistema, cancelando efectivamente la corriente armónica. Los filtros activos pueden proporcionar una mejor compensación armónica en una gama más amplia de frecuencias y pueden adaptarse a los cambios en las características de carga.
Como proveedor rígido de la barra colectiva, podemos trabajar con usted para determinar el tipo de filtro armónico más adecuado para su aplicación. Nuestro equipo de expertos puede analizar su sistema eléctrico y recomendar la configuración de filtro adecuada para minimizar los efectos armónicos en su barra colectiva rígida.
3. Segregación de cargas no lineales
Las cargas no lineales son la principal fuente de armónicos en un sistema eléctrico. Al segregar las cargas no lineales de las cargas lineales, podemos reducir el impacto de los armónicos en la barra colectiva rígida. Por ejemplo, si es posible, las cargas no lineales, como VFD y rectificadores, deben conectarse a una barra colectiva separada o un alimentador dedicado.
Esta segregación puede evitar que las corrientes armónicas generadas por cargas no lineales que fluyan hacia la barra colectiva que suministra cargas lineales. Como resultado, las cargas lineales tienen menos probabilidades de verse afectadas por la distorsión de voltaje, y el nivel armónico general en el sistema puede reducirse.
4. Grounding y vinculación
La base y la unión adecuados son esenciales para mitigar los efectos armónicos en las barras colectivas rígidas. Un buen sistema de conexión a tierra proporciona una ruta de impedancia baja para las corrientes de falla y puede ayudar a estabilizar el voltaje en el sistema. Cuando se trata de armónicos, un sistema bien conectado a tierra también puede ayudar a reducir la interferencia electromagnética (EMI) causada por corrientes armónicas.
La barra colectora debe estar adecuadamente unida al sistema de conexión a tierra para garantizar que cualquier corriente perdida se desvíe de forma segura al suelo. Además, los conductores de conexión a tierra deben tener el tamaño adecuado para manejar las posibles corrientes armónicas.
Elegir el material de la barra colectiva rígido correcto
La elección del material de la barra colectiva también puede tener un impacto en la mitigación de los efectos armónicos. Dos materiales comunes utilizados para barras colectivas rígidas son el cobre y el aluminio.
Barra colectiva de cobre rígida
El cobre es una opción popular para las barras colectivas debido a su alta conductividad eléctrica.Barra colectiva de cobre rígidatiene una resistencia más baja en comparación con el aluminio, lo que significa que puede transportar más corriente con menos calentamiento. Cuando se trata de corrientes armónicas, la menor resistencia del cobre puede ayudar a reducir la pérdida de energía y el calentamiento causado por las corrientes adicionales. El cobre también tiene mejores propiedades mecánicas, que pueden resistir el estrés mecánico causado por la distribución de corriente desigual debido a los armónicos.
Barra colectora de aluminio rígida
El aluminio es una alternativa ligera y efectiva al cobre.Barra colectora de aluminio rígidaPuede ser una buena opción para las aplicaciones donde el peso es una preocupación. Sin embargo, el aluminio tiene una mayor resistencia que el cobre, por lo que puede requerir un área cruzada más grande para transportar la misma cantidad de corriente. Cuando se usa barras colectivas de aluminio en un sistema con armónicos, es importante asegurarse de que la barra colectiva tenga el tamaño correcto para manejar las corrientes armónicas adicionales.
Conclusión
La mitigación de los efectos armónicos en las barras colectivas rígidas es crucial para la operación confiable y eficiente de los sistemas eléctricos. Siguiendo las estrategias descritas en esta publicación de blog, como el dimensionamiento adecuado de la barra colectora, el uso de filtros armónicos, la segregación de cargas no lineales y la conexión a tierra y la unión adecuadas, puede reducir significativamente el impacto de los armónicos en su barra de colas rígida.
Como un proveedor de barra colectiva rígido líder, tenemos la experiencia y la experiencia para ayudarlo a seleccionar el material de la barra colectiva adecuado y diseñar un sistema eléctrico que pueda manejar efectivamente los armónicos. Si necesitas unBarra colectiva de cobre rígidaoBarra colectora de aluminio rígida, podemos proporcionarle productos de alta calidad y soluciones personalizadas.
Si está interesado en aprender más sobre nuestros rígidos productos de la barra colectiva o necesita ayuda para mitigar los efectos armónicos en su sistema eléctrico, contáctenos. Nuestro equipo de expertos está listo para discutir sus requisitos específicos y proporcionarle las mejores soluciones para su proyecto.
Referencias
- Roger C. Dugan, Mark F.
- "Manual de cálculos de energía eléctrica" de Hadi Saadat.