Le Confraternite nella Pastorale Liturgica

Armoniche e Squilibri di Tensione nel Neutro

Armoniche e Squilibri di Tensione nel Neutro

Il neutro è un conduttore che svolge un ruolo cruciale nei sistemi elettrici trifase, garantendo il corretto funzionamento degli impianti e la sicurezza delle apparecchiature. C’è da porre l’accento però che la presenza di Armoniche e Squilibri di Tensione nel Neutro possono causare problemi significativi, specialmente nelle reti con carichi non lineari.

Cosa Sono le Armoniche e il loro Impatto sul Neutro?

Le armoniche elettriche sono componenti sinusoidali con frequenze multiple rispetto a quella fondamentale (50 Hz o 60 Hz) e derivano principalmente da carichi non lineari. Questi includono:

  • Convertitori statici di potenza (esempio inverter per motori elettrici, UPS, alimentatori switching)
  • Motori elettrici a velocità variabile
  • Sistemi di illuminazione LED
  • Dispositivi elettronici ad alta efficienza

In condizioni ideali, la corrente elettrica nel neutro di un sistema trifase equilibrato è prossima a zero. Tuttavia ci sono armoniche di ordine multiplo di tre (3a, 9a, 15a),cosiddette armoniche triple che si presentano in tutte le fasi con la stessa ampiezza e fase, causando un accumulo di corrente nel conduttore neutro invece di annullarsi come le armoniche di ordine dispari non multiplo di tre. si sommano nel neutro, causando:

  • Surriscaldamento del neutro, con rischio di danneggiamento dell’isolamento e incendi
  • Aumento delle perdite per effetto Joule, riducendo l’efficienza energetica
  • Sovratensioni e malfunzionamenti elettronici, specialmente nei sistemi sensibili
  • Interferenze elettromagnetiche (EMI), che degradano i segnali di comunicazione

Squilibri di Tensione e Corrente nel Neutro

Lo squilibrio di tensione si verifica quando le tensioni delle tre fasi non sono uguali, spesso a causa di:

  • Distribuzione disomogenea dei carichi monofase
  • Connessioni difettose o deteriorate
  • Guasti su una fase o disallineamenti nei trasformatori

Uno squilibrio elevato provoca:

  • Flusso di corrente nel neutro, aumentando il rischio di surriscaldamento
  • Sovratensioni nei carichi monofase, con potenziali guasti
  • Riduzione del rendimento dei motori elettrici trifase, con vibrazioni e perdite di efficienza


Soluzioni per Ridurre i Problemi del Neutro

Per minimizzare gli effetti negativi di armoniche e squilibri di tensione, si possono adottare le seguenti soluzioni:

1. Filtraggio delle Armoniche

  • Filtri Passivi per ridurre specifiche frequenze
  • Filtri Attivi per iniezione di corrente compensativa

2. Trasformatori con Collegamenti Speciali

  • Trasformatori a zig-zag per ridurre le armoniche triple  nel neutro
  • Avvolgimenti separati per mitigare le interferenze

3. Monitoraggio e Bilanciamento dei Carichi

  • Analizzatori di rete per identificare e correggere squilibri
  • Distribuzione uniforme dei carichi monofase tra le tre fasi

4. Conduttore Neutro Sovradimensionato

  • In presenza di elevate armoniche, un neutro di sezione maggiore dissipa meglio le correnti indesiderate

5. UPS e Sistemi di Qualità dell’Energia

  • UPS con filtri armonici per proteggere le apparecchiature
  • Rifasatori per ridurre le correnti di distorsione

Conclusioni

Le armoniche elettriche e gli squilibri di tensione rappresentano una sfida per la qualità dell’energia e la sicurezza degli impianti. Adottare filtri armonici, trasformatori adeguati, e monitoraggio della rete è essenziale per proteggere il neutro e migliorare l’efficienza energetica.

Investire in soluzioni di qualità dell’energia riduce i costi operativi e previene guasti imprevisti.

Lascia un commento

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato. I campi obbligatori sono contrassegnati *