Misurazione della qualità della rete di alimentazione elettrica

Background

Una linea di alimentazione elettrica perfetta fornirebbe una tensione con una forma d'onda sinusoidale a frequenza costante e senza variazioni di ampiezza. Nella pratica quotidiana, le alimentazioni elettriche hanno caratteristiche che deviano da queste caratteristiche ideali, in quanto i carichi variano e possono verificarsi fenomeni di disturbo, quali transitori e interruzioni. Se la qualità della rete di alimentazione rete è buona, i carichi ad essa connessi funzioneranno in maniera soddisfacente ed efficiente. Tuttavia, una qualità insufficiente dell'alimentazione può favorire l'insorgenza di guasti nelle macchine, nei sistemi di controllo elettrici o nei computer connessi alla linea elettrica.

Le misure sulla qualità dell'alimentazione indicano quanto una rete di alimentazione reale si avvicina alla caratteristiche di una rete ideale, in termini di inquinamento armonico, potenza reattiva e sbilanciamento del carico.

Per valutare quantitativamente una rete di alimentazione elettrica occorre misurare diverse caratteristiche, tra cui frequenza, interruzioni, sfarfallio (flickering), tensione armonica e interarmonica, variazioni di tensione quali buchi (dip), sovratensioni temporanee o rapidi cambiamenti e sbilanci della tensione. La norma EN 50160 definisce le caratteristiche della tensione fornita dalle reti pubbliche di distribuzione dell'energia elettrica e le misure per valutarne la qualità. La norma include anche i valori limiti di conformità (vedere tabella).

Come misurare la qualità dell'alimentazione

L'oscilloscopio digitale palmare R&S^®Scope Rider RTH integra otto strumenti di misura in un solo dispositivo robusto e alimentato da batteria, che lo rendono una soluzione perfetta per questa applicazione. Quattro canali di ingresso isolati con livello di sicurezza CAT IV 600 V consentono di effettuare misure su sistemi trifasi in totale sicurezza e senza necessità di costose sonde differenziali ad alta tensione. La capacità di registrazione a lungo termine, nonché la funzionalità cronologia, consentono di monitorare e catturare cambiamenti di segnale lentamente variabili o eventi rari, come richiesto dallo standard EN 50160. Un touch screen capacitivo consente di regolare facilmente le impostazioni, mentre dei tasti dedicati permettono di accedere rapidamente alle funzioni più importanti. Per effettuare misure in ambienti pericolosi, l'interfaccia WLAN integrata consente di utilizzare lo strumento da remoto tramite un computer, un tablet o uno smartphone.

Armoniche e fattore di potenza

Con l'opzione di analisi delle armoniche R&S^®RTH-K34, è possibile misurare facilmente le armoniche fino al 64° ordine e calcolare la distorsione armonica totale (THDr e THDf).

Quando si preme il tasto AUTOSET, l'oscilloscopio rileva automaticamente la frequenza fondamentale entro un intervallo da 10 Hza 1 kHzil che rende possibile misurare anche le reti elettriche specializzate, come quelle tipiche del settore aeronautico. Possono essere visualizzati i valori istantanei di ampiezza, fase e frequenza di ciascun componente armonico, assieme al valore massimo dall'inizio della misurazione. I risultati possono essere confrontati con quelli indicati nella norma EN 50160 o con limiti definiti dall'utente.

L'identificazione della sorgente di armoniche indesiderate richiede la misurazione del fattore di potenza dei singoli carichi. Le funzioni automatiche di misurazione dell'oscilloscopio includono la potenza attiva e reattiva, nonché la misurazione diretta del fattore di potenza.

Interruzioni, glitch o variazioni della tensione

I glitch e le interruzioni della tensione sono facilmente rilevati con il trigger sulla larghezza. Questo tipo di trigger confronta la larghezza misurata dell'impulso con un limite di tempo definito, per rilevare gli impulsi che sono più corti o più lunghi di un intervallo di tempo dato. In combinazione con la funzione cronologia dell'oscilloscopio R&S^®RTH-K15 e l'opzione di memoria segmentata, è possibile catturare e registrare eventi indesiderati su un lungo periodo di tempo per analizzarli in seguito. Grazie alla marca temporale salvata automaticamente per ciascuna acquisizione, si possono facilmente correlare i guasti della rete elettrica con altri eventi nella rete di distribuzione elettrica per identificare le sorgenti dei problemi.

Le variazioni di tensione sono monitorate in maniera efficiente utilizzando la modalità di registrazione. Un qualsiasi set di fino a quattro misurazioni automatiche dell'oscilloscopio può essere automaticamente registrato per un periodo massimo di 23 giorni. È possibile scoprire facilmente eventuali variazioni orarie, giornaliere o settimanali della tensione, della frequenza o di qualsiasi altra parametro misurato significativo.

Riassunto

La verifica della qualità dell'alimentazione e la risoluzione dei problemi nelle installazioni elettriche richiedono di eseguire numerose misurazioni piuttosto diverse. Offrendo otto strumenti di test in un solo dispositivo robusto e alimentato da batteria, l'oscilloscopio digitale palmare R&S^®RTH rappresenta una soluzione flessibile e potente per questa applicazione. Le funzioni incorporate includono le misurazioni automatiche della tensione e del fattore di potenza, nonché la registrazione automatica per caratterizzare variazioni intermittenti e a lungo termine della tensione di alimentazione. I buchi di tensione possono essere registrati utilizzando le capacità estese di trigger, come la larghezza dell'impulso e l'opzione di cronologia di R&S^®RTH-K15. L'opzione software R&S^®RTH-K34 consente di effettuare automatiche l'analisi armonica. Le variazioni di tensione vengono monitorate in maniera efficiente utilizzando la modalità di registrazione. Un qualsiasi set di fino a quattro misurazioni automatiche dell'oscilloscopio può essere automaticamente registrato per un periodo massimo di 23 giorni. È possibile scoprire facilmente eventuali variazioni orarie, giornaliere o settimanali della tensione, della frequenza o di qualsiasi altra parametro misurato significativo.