analisi qualità di
rete elettrica

Sia in ambito civile che soprattutto in quello industriale la qualità dell’energia elettrica riveste oggi un’importanza fondamentale.

Ancor di più con l’avvento degli impianti ad energia rinnovabile che, connessi alla rete elettrica pubblica, dipendono, nel loro corretto funzionamento, da una buona qualità della stessa rete pubblica. 

Possiamo affermare che in generale la qualità del servizio elettrico prende in considerazione:

  • la continuità dell’alimentazione, intesa come assenza di interruzioni nella fornitura di energia elettrica;

  • la qualità della tensione, intesa come qualità della forma d’onda (ampiezza, frequenza, variazioni, ecc.).

Esistono numerosi fattori che influiscono sulla qualità dell’energia elettrica ed in particolare:

  • dipendenti dal Distributore (gestione ed esercizio della rete, manutenzione, …);

  • dipendenti dal Cliente (guasti presso impianto del Cliente, disturbi emessi sulla rete, …)

  • indipendenti (fattori ambientali, eventi atmosferici, danni prodotti da Terzi

principali disturbi che si manifestano in una fornitura elettrica:

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INTERRUZZIONI BREVI

Le interruzioni di tensione si dicono brevi se inferiori a 3 minuti, altrimenti si definiscono lunghe. Generalmente il 70% delle interruzioni brevi ha una durata inferiore a 1 s. I limiti imposti dalla Norma sono generici. Di interruzioni lunghe non ne sono ammesse più di 50 l’anno, escluse quelle programmate.

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BUCHI DI TENSIONE

Si definiscono buchi gli eventi in cui il valore efficace della tensione scende al di sotto del 90% rispetto a quello nominale, per un tempo compreso tra 10 ms e 1 minuto. La Norma indica dei limiti generici in termini di numero di eventi l’anno, da qualche decina fino a mille, in relazione al tipo di fornitura. L’origine dei buchi di tensione va ricercata nel verificarsi di guasti o di manovre particolari o di sovracorrenti dovute all’inserzione di carichi elevati. Gli effetti comprendono malfunzionamenti delle apparecchiature elettroniche, intervento di relè di minima tensione e spegnimento delle lampade a scarica in gas.

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DISTORSIONE ARMONICA

Le armoniche introducono una distorsione nella forma originale della sinusoide. Esse hanno una frequenza multipla rispetto a quella fondamentale a 50 Hz. Per esempio, la terza armonica ha una frequenza di 150 Hz; vale a dire tre volte quella fondamentale. La quinta armonica ha una frequenza di 250 Hz, e via dicendo. La Norma impone che la distorsione armonica totale THD (Total Harmonic Distortion) non superi l’8%, prendendo in considerazione fino alla 40a armonica. Inoltre, i valori efficaci della tensione per ogni armonica devono rispettare i limiti della Norma per il 95% di ogni settimana di fornitura. Tali valori vengono mediati su quelli misurati nell’arco di 10 minuti. L’origine delle armoniche è essenzialmente l’azione svolta da carichi non lineari, tipo i convertitori statici, gli azionamenti a velocità variabile, le saldatrici ad arco, i controlli di potenza a diodi controllati, ecc. Effetti imputabili alle armoniche In termini complessivi, le armoniche di corrente sono in grado di ridurre il rendimento di un sistema elettrico, di danneggiarne gli isolanti (sulle linee e sulle utenze) e di creare anomalie di funzionamento su diversi componenti. Un effetto particolare, dovuto alla presenza della terza armonica (la più importante per ampiezza), è quello del sovraccarico del neutro.

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FLICKER

Il flicker è un fenomeno prodotto dalle variazioni repentine e ripetitive della tensione. Esso è dovuto all’inserzione e alla disinserzione frequenti dei carichi e si manifesta, come disturbo, con un’impressione visiva di instabilità sulla luminanza degli apparecchi illuminanti. La Norma impone che la severità di lunga durata dell’intensità di disturbo del flicker, misurata secondo la Norma CEI EN 60868-0 (Classificazione CEI 110-14) sia non superiore a 1 per il 95% del tempo.

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VARIAZIONI DI FREQUENZA

La frequenza europea di 50 Hz deve mantenersi per il 95% dell’anno di fornitura entro una tolleranza di ±1%, mentre, in qualsiasi momento, non deve superare un incremento del 4% o un decremento del 6%. Come valore medio, la Norma assume quello misurato entro un intervallo di 10 s. Ciò che sta all’origine di una variazione di frequenza sono i guasti nel sistema di generazione e di trasmissione, oppure anche le disattivazioni improvvise di grandi generatori. Gli effetti negativi si manifestano in termini di variazione di velocità dei motori e di possibili anomalie funzionali sulle apparecchiature elettroniche.

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SQUILIBRIO DELLE TENSIONI

In condizioni normali, le tensioni di alimentazione sono simmetriche ed i carichi equilibrati. Si hanno disimmetrie e squilibri in caso di guasti (rottura dell’isolamento) ed interruzioni di fasi. Inoltre, con carichi monofase, l’equilibrio può essere solo di tipo statistico. Sulla base di ciò, si ottiene che ogni sistema trifase, comunque disimmetrico e squilibrato, può scomporsi in tre sistemi trifasi, che si riconducono allo studio separato di tre circuiti monofase, corrispondenti, rispettivamente, alla sequenza diretta, alla sequenza inversa, alla sequenza omopolare. La normativa EN50160 definisce, relativamente ai sistemi elettrici in BT, che “in condizioni di normale esercizio per ogni periodo di una settimana, il 95% dei valori medi efficaci, calcolati in 10 minuti, della componente a sequenza inversa della tensione di alimentazione deve essere compreso nell’intervallo tra 0 e 2% della componente a sequenza diretta”.

Tutti questi fenomeni posso influire se connesso alla rete elettrica pubblica siamo in presenza di un impianto ad energia rinnovabile come un impianto fotovoltaico.

E’ importante quindi eseguire un’accurata analisi della rete elettrica in caso di problemi o malfunzionamenti del nostro impianto.

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