Come calcolare i filtri armonici (5 passaggi)

Nei sistemi di alimentazione basati sulla corrente alternata (CA), come la rete di distribuzione dell'alimentazione principale dalle utenze elettriche, i carichi non lineari possono restituire una certa quantità di energia al cablaggio. Questo feedback si verifica tipicamente sotto forma di armoniche: multipli della frequenza dell'onda AC originale. Le armoniche devono essere eliminate da un circuito di alimentazione mediante un filtro armonico per evitare che causino distorsioni di tensione e correnti eccessive nelle connessioni di messa a terra. Un filtro armonico è costituito da un condensatore di potenza collegato in serie ad una reattanza di sintonia, entrambi posti tra la linea di alimentazione e la massa. I parametri per un filtro armonico dipendono dal circuito elettrico in cui deve avvenire l'eliminazione delle armoniche.

Passo 1

Misurare, utilizzando l'analizzatore di armoniche sul circuito al 30% di carico, il carico LD in kilowatt e il fattore di potenza PF.

Passo 2

Calcolare gli angoli di fase per entrambi i fattori di potenza effettivi e desiderati (un fattore di potenza tipicamente desiderabile è 0,97) valutando:

PAActual = arccos(PF)

PDesired = arccos(0.97)

Passaggio 3

Calcolare KVAR, i kilo-volt-ampere necessari per elevare il fattore di potenza da PF a, ad esempio, 0,97 valutando:

KVAR = LD x (tan(PAActual) - tan(PADesired))

Passaggio 4

Calcolare la capacità richiesta per il condensatore nel filtro armonico valutando:

C = KVAR / ((KV)^2 x 2 x Pi x F x 0,001)

Sostituire KV con la tensione della linea elettrica in kilovolt e F con la frequenza della linea elettrica in Hertz.

Calcolare la reattanza necessaria per la reattanza di sintonia nel filtro armonico valutando:

X = 1 / (2 x Pi x F x C)