Ingegneria elettrica: cos’è il potere sporco?

“Dirty power” è un’anomalia nella qualità dell’alimentazione che viene consegnata a un sistema. Queste anomalie possono includere basso fattore di potenza, variazioni di tensione, variazioni di frequenza e picchi. Tutti i sistemi elettrici sono basati su un’alimentazione di potenza a una certa tensione e frequenza. Le apparecchiature e i dispositivi elettronici sono scelti in base a questa fornitura di energia prevista.

Quando la potenza erogata a un sistema non corrisponde a quanto previsto, l’apparecchiatura può funzionare male, fallire prematuramente o non funzionare affatto. In rari casi, la qualità dell’alimentazione può essere influenzata dalla società elettrica. La vecchia infrastruttura della società elettrica o l’incapacità di fornire l’elevata domanda dei suoi clienti possono ridurre la qualità dell’energia. La maggior parte dei problemi, tuttavia, sono causati da sistemi upstream (altri clienti) o il sistema reale stesso (il tuo sito).

I sistemi elettrici a monte possono produrre “energia sporca” che poi si sposta nelle linee elettriche e l’energia di qualità inferiore verrà quindi consegnata a tutti i sistemi a valle. Un sistema elettrico può effettivamente abbassare la propria qualità di potenza collegando troppi carichi digitali che scaricano frequenze più alte nel sistema. Al fine di migliorare la qualità dell’alimentazione, è necessario comprendere le cause e cosa si può fare per risolvere questi problemi.

Ci sono diversi tipi di disturbi di potenza che cadono sotto il nome di “dirty power” che possono influenzare la qualità dell’alimentazione:

1. Il basso fattore di potenza è un basso rapporto tra potenza reale e potenza apparente. Il basso fattore di potenza è causato da carichi induttivi collegati a un sistema.
2. Il rumore in modalità normale (picco o picco) è un segnale di basso livello aggiunto al segnale di potenza originale. Il rumore della modalità normale può essere causato da computer e alimentatori switching.
3. I disturbi di modo comune sono impulsi e altri disturbi (picchi o picchi) imposti ai conduttori del sistema. Disturbi di modo comune possono essere causati da radio e fulmini.
4. Un abbassamento di tensione è un calo di tensione al di sotto del suo valore normale. I cali di tensione possono essere causati da guasti a terra e dall’avvio di grandi carichi.
5. Le armoniche sono segnali con frequenze che sono multiple di quelle del segnale originale. Le armoniche possono essere causate dall’accensione/spegnimento dei carichi e dalle reti di computer.
6. Le sovratensioni sono aumenti di tensione superiori al suo valore normale. Le sovratensioni possono essere causate dalla rapida riduzione del carico o dalla commutazione dell’utilità.
7. Le interruzioni sono una perdita completa di alimentazione di un sistema. Le interruzioni possono essere causate da guasti alle apparecchiature e atti di natura.
8. Carico squilibrato o pannelli super leggermente caricati.

Esistono diverse soluzioni che possono essere implementate per migliorare la qualità dell’alimentazione:

1. La correzione del fattore di potenza può aumentare l’efficienza di un sistema aumentando la quantità di potenza reale erogata a un carico (vedere l’articolo di TES sul fattore di potenza).
2. I filtri ad alta frequenza ridurranno la quantità di segnale ad alta frequenza che entra in un sistema di alimentazione, assicurandosi che il potere consegnato ad un carico non danneggi l’attrezzatura.
3. I reattori di linea possono essere installati per opporsi a rapidi cambiamenti di corrente, proteggendo le apparecchiature sensibili da grandi correnti che non sono fabbricate per resistere.
4. I limitatori di sovratensione possono essere installati per opporsi a rapidi cambiamenti di tensione, proteggendo le apparecchiature da tensioni superiori a quelle per cui sono nominate.

“Dirty power” è una riduzione della qualità dell’alimentazione che colpisce la maggior parte dei sistemi di alimentazione oggi. Adottare misure per scoprire le cause di questi disturbi di potenza e implementare alcune delle soluzioni migliorerà la qualità dell’alimentazione all’interno di un sistema, permettendogli di essere più efficiente ed efficace.