Analisi della qualità dell'energiaMisura e analisi della qualità dell'alimentazione ad alta precisione

Che cos'è la qualità dell'energia?

La qualità dell'energia si riferisce alla stabilità e alla coerenza dell'energia elettrica fornita alle apparecchiature. Comprende vari parametri, tra cui le caratteristiche di tensione, frequenza e forma d'onda, che garantiscono il funzionamento efficiente e affidabile dei dispositivi elettrici. Un'elevata qualità dell'energia significa che l'alimentazione è priva di interruzioni, fluttuazioni e distorsioni, che possono altrimenti causare malfunzionamenti delle apparecchiature, riduzione dell'efficienza o addirittura danni.

Perché abbiamo bisogno di analizzatori della qualità dell'energia?

Gli analizzatori della qualità dell'energia (PQA) sono strumenti essenziali per valutare e mantenere la qualità dell'energia elettrica. Ecco perché sono importanti:

1. Identificare i problemi di potere: I PQA aiutano a rilevare i disturbi di potenza, come cali di tensione, swell, transitori e armoniche, che possono influire negativamente sulle prestazioni delle apparecchiature.

2. Prevenzione dei danni alle apparecchiature: Monitorando la qualità dell'energia, i PQA possono prevenire i danni alle apparecchiature elettroniche sensibili causati da condizioni di alimentazione inadeguate, prolungando così la durata di vita delle apparecchiature.

3. Migliorare l'efficienza energetica: L'analisi della qualità dell'energia aiuta a identificare le inefficienze e le perdite nel sistema elettrico, consentendo di adottare misure correttive per migliorare l'efficienza energetica complessiva.

4. Garantire la conformità: Molti settori sono tenuti a rispettare specifici standard di qualità dell'energia. Le PQA garantiscono che i sistemi di alimentazione soddisfino questi requisiti normativi, evitando potenziali multe e sanzioni.

5. Migliorare l'affidabilità e le prestazioni: Una qualità dell'energia costante è fondamentale per il funzionamento affidabile di processi industriali, centri dati, strutture sanitarie e altre infrastrutture critiche. Le PQA contribuiscono a mantenere le prestazioni e l'affidabilità di questi sistemi.

6. Processo decisionale guidato dai dati: I PQA forniscono dati dettagliati e approfondimenti sulla qualità dell'energia, consentendo di prendere decisioni informate per la manutenzione, gli aggiornamenti e l'ottimizzazione dei sistemi di alimentazione.

In sintesi, gli analizzatori di qualità dell'energia sono fondamentali per mantenere l'integrità e l'efficienza dei sistemi elettrici, proteggere le apparecchiature e garantire la conformità alle normative. Svolgono un ruolo cruciale nella moderna gestione dell'energia e nell'affidabilità del sistema. Gli analizzatori di qualità dell'energia di Dewesoft possono essere utilizzati in tutte le fasi menzionate, offrendo la soluzione di analisi della qualità dell'energia più flessibile oggi disponibile sul mercato.

Analisi avanzata dei dati

L'analizzatore della qualità dell'energia Dewesoft è una soluzione di acquisizione dati (DAQ) altamente flessibile che integra la registrazione di potenza ed energia con diversi altri strumenti di misura in un unico dispositivo. Questa integrazione offre numerosi vantaggi al processo di misura:

1. Sincronizzazione dei dati: I dati completamente sincronizzati garantiscono compatibilità e facilità di confronto.

2. Registrazione dei dati grezzi: I dati grezzi vengono sempre memorizzati, consentendo un'analisi dettagliata in qualsiasi momento durante la post-elaborazione.

3. Facile da usare: Il software intuitivo semplifica le attività di misura e analisi, rendendolo facile da imparare e da usare.

4. Economicamente vantaggioso: Un unico strumento in grado di misurare e analizzare i parametri di potenza, che in genere richiederebbero più dispositivi, risparmiando spazio, tempo e denaro.

Capacità di misura complete

L'analizzatore della qualità dell'energia Dewesoft combina diverse funzioni e offre funzionalità avanzate di analisi dei dati:

• Armoniche e THD fino a 150 kHz

• Interarmoniche e frequenze superiori

• Flicker, emissioni di flicker e RVC

• FFT e FFT a cascata

• Scopre e vettorializza

• Componenti simmetrici estesi

• Potenza, efficienza, energia, valori del periodo, potenza dei calcoli delle armoniche

Analisi delle armoniche FFT

Le armoniche sono multipli interi della frequenza fondamentale (ad esempio, 50 Hz) che distorcono le forme d'onda di tensione e corrente. Queste distorsioni, causate da carichi non sinusoidali, possono avere un impatto negativo sul funzionamento e sulla durata delle apparecchiature e dei dispositivi elettrici.

Effetti su motori e generatori:

• Aumento del riscaldamento: Le frequenze armoniche causano perdite di ferro e rame, con conseguente riscaldamento eccessivo.

• Problemi di coppia: Le armoniche possono causare pulsazioni o riduzione della coppia.

• Problemi meccanici: Creano oscillazioni meccaniche e un rumore più elevato, che accelerano l'invecchiamento degli alberi, dell'isolamento e delle parti meccaniche, riducendo l'efficienza.

Effetti sui Trasformatori:

• Armoniche di corrente: Aumentano le perdite di rame e di flusso vagante.

• Armoniche di tensione: Aumentano le perdite di ferro.

• Dipendenza dalla frequenza: Le perdite sono direttamente proporzionali alla frequenza, rendendo più significative le armoniche ad alta frequenza.

• Problemi aggiuntivi: Le armoniche possono causare vibrazioni e un aumento del rumore.

Effetti sulle apparecchiature elettriche generali:

• Riduzione dell'efficienza e della durata di vita

• Aumento del riscaldamento

• Malfunzionamento o comportamento imprevedibile

In sintesi, le armoniche possono causare problemi significativi come la riduzione dell'efficienza, l'aumento del riscaldamento e potenziali malfunzionamenti in varie apparecchiature e dispositivi elettrici. La comprensione e l'analisi di queste armoniche è fondamentale per mantenere prestazioni e durata ottimali.

Armoniche, interarmoniche e THD

I misuratori di qualità dell'energia Dewesoft sono in grado di misurare le armoniche di tensione, corrente e potenza attiva e reattiva aggiuntiva fino all'ordine del 3000. Tutti i calcoli sono conformi agli standard IEC 61000-4-7.

È possibile personalizzare il numero di bande laterali e semibande per il calcolo dell'ordine armonico. I componenti di frequenza più elevata possono essere raggruppati in bande da 200 Hz fino a 150 kHz.

Il sistema calcola anche la distorsione armonica totale (THD) per la tensione e la corrente fino al 3000° ordine e include le interarmoniche per fornire funzionalità di analisi complete.

Queste funzioni avanzate di calcolo delle armoniche consentono un'analisi approfondita di tutti i tipi di apparecchiature e dispositivi elettrici.

Calcoli delle armoniche

• U, I, P, Q e impedenza

• Impostazione individuale del numero di armoniche, compresa la componente DC (esempio: frequenza di campionamento 20 kHz = 200 armoniche @ 50 Hz)

• Armoniche fino al 3000° ordine (@50 Hz)

• Bande laterali e semibande laterali variabili per le armoniche

• Frequenze più elevate fino a 150 kHz in bande da 200 Hz

• Interarmoniche, gruppi o valori singoli

• According to EN 61000-4-7

• Calcolo corretto in base alla frequenza reale

• THD, THD pari, THD dispari

• Attivazione su ogni parametro

• Sottrazione delle armoniche di fondo

Analisi FFT waterfall 2D e 3D

Oltre all'analisi FFT standard e FFT armonica, l'analizzatore di qualità dell'energia offre anche l'analisi FFT waterfall 2D e 3D.

Questa tecnica di visualizzazione è particolarmente utile per analizzare gli azionamenti variabili. Ad esempio, quando si esamina il run-up di un inverter, le bande laterali armoniche diventano chiaramente visibili all'aumentare della frequenza. L'immagine mostra il run-up di un inverter per un azionamento di trazione da 0 a 150 Hz.

La visualizzazione della cascata FFT può essere configurata come lineare o logaritmica, in 2D o 3D e ordinata per ordine armonico o frequenza.

Rapide variazioni di tensione (RVC)

Le variazioni rapide di tensione (RVC) sono parametri aggiuntivi che integrano lo standard del flicker. Il software di acquisizione dati Dewesoft X calcola questi parametri secondo lo standard IEC 61000-4-15.

Le RVC descrivono qualsiasi fluttuazione di tensione in cui l'ampiezza della tensione cambia di oltre il 3% tra due stati stazionari in un determinato intervallo di tempo. Queste variazioni di tensione possono essere analizzate in post-elaborazione utilizzando vari parametri, tra cui:

• Profondità della variazione di tensione

• dU, dMax, dUdurata

• Deviazione allo stato stazionario

• E altro ancora

Deviazioni di frequenza

Gli analizzatori di potenza Dewesoft sono ideali per monitoraggio della frequenza e per testare il comportamento in frequenza delle unità di generazione di energia in fase di sviluppo (vedi test sulle energie rinnovabili).

Le deviazioni ad alta frequenza dalla frequenza fondamentale nelle reti pubbliche possono avere gravi conseguenze. Cali o aumenti di frequenza eccessivi possono rischiare un collasso totale del sistema elettrico, causando potenzialmente un blackout.

Le deviazioni di frequenza nelle reti elettriche sono tipicamente causate dalla connessione o dalla disconnessione di impianti di produzione di energia o di grandi carichi. La rete diventa instabile se si verifica una deviazione dalla frequenza operativa nominale. Una frequenza eccessivamente alta indica un eccesso di energia nella rete, mentre una frequenza eccessivamente bassa indica un livello insufficiente di energia.

Con la crescente popolarità delle fonti di energia rinnovabili, come l'energia eolica e solare, la stabilità della rete è sempre più a rischio. Il vento non soffia sempre a velocità costante e l'energia solare è influenzata da nuvole, ombre e fluttuazioni dell'intensità della radiazione. Questi fattori portano a brusche deviazioni nella frequenza con cui l'energia viene fornita alla rete.