Come selezionare il tasso di reattanza di un sistema di compensazione della potenza reattiva a bassa tensione

Per sopprimere efficacemente l’amplificazione della 5ª e 7ª armonica, sono attualmente disponibili sul mercato sistemi di compensazione della potenza reattiva con diversi tassi di reattanza (5,5%, 6% o 7%). Quale sistema offre le migliori prestazioni? Come si dovrebbe scegliere?

Lo scopo di collegare condensatori in serie con reattori

A causa del rapido sviluppo della tecnologia elettronica di potenza e della maturità della tecnologia dei semiconduttori, le applicazioni industriali spesso utilizzano azionamenti a frequenza variabile per motori, raddrizzatori controllati e apparecchiature di controllo intermittente che possono regolare la loro potenza di uscita in base al carico per ottenere risparmio energetico e riduzione dei consumi. Tuttavia, la forma d’onda della corrente di tali carichi è non lineare e discontinua durante il funzionamento. L’uso di condensatori puri come compensazione della potenza reattiva in questa situazione creerà il rischio di risonanza parallela.

Per evitare la risonanza parallela tra il condensatore puro e l’impedenza equivalente del sistema, il condensatore è collegato in serie con un reattore. Ciò rende l’impedenza del condensatore in termini di correnti armoniche di sistema induttiva, evitando efficacemente il punto di risonanza e prevenendo la risonanza del sistema. Inoltre, collegare il condensatore in serie con un reattore riduce e sopprime anche la corrente di spunto.

Lo scopo principale dei reattori in serie per la compensazione della potenza reattiva, oltre a compensare la potenza reattiva del sistema, è evitare i punti di risonanza parallela del sistema e prevenire il rischio di risonanza. Che si utilizzino reattori al 5,5%, 6% o 7%, l’obiettivo principale è evitare l’amplificazione della 5ª e 7ª armonica. Pertanto, i tre tassi di reattanza sono funzionalmente gli stessi. Tuttavia, è importante notare che l’effetto di assorbimento armonico differisce a causa dei diversi tassi di reattanza in serie, e anche l’aumento di tensione ai terminali del condensatore varia. Pertanto, quando si utilizza un tasso di reattanza del 5,5%, la corrente nominale del reattore deve essere attentamente considerata perché la sua frequenza di sintonizzazione è più vicina alla frequenza della 5ª armonica rispetto agli altri due tassi, e anche la tensione di tenuta del condensatore deve essere aumentata di conseguenza. Quando si utilizza un tasso di reattanza del 7%, si deve prestare attenzione alla selezione della tensione nominale del condensatore perché l’aumento di tensione ai terminali del condensatore dopo il collegamento del reattore in serie è maggiore rispetto agli altri due tassi. Un confronto completo dei tre tassi di reattanza è mostrato nella Tabella 1.

Quando la corrente armonica del sistema è troppo elevata (generalmente superiore a 100A), il gruppo condensatore-reattore sintonizzato può rappresentare un pericolo per la sicurezza e potrebbe essere necessaria una mitigazione armonica.