Zaburzenia jakości energii elektrycznej mogą powodować niezliczone problemy w obiektach przemysłowych. Chociaż pierwszą skłonnością właściciela obiektu może być obwinianie zakładu energetycznego za takie problemy, znacznie bardziej prawdopodobne jest, że wina leży po stronie jego własnego sprzętu.

Obiekty przemysłowe są szczególnie podatne na zakłócenia jakości energii ze względu na zagęszczenie i złożoność urządzeń elektrycznych wykorzystywanych w ich codziennej pracy. Ten post określi, w jaki sposób różne rodzaje sprzętu mogą przyczynić się do zakłóceń w całym obiekcie. Omówię również kilka opcji, które mogą pomóc inżynierom w rozwiązywaniu i naprawianiu tych problemów.

Jakość energii elektrycznej jest miarą stopnia, w jakim napięcie, częstotliwość i kształt fali w systemie zasilania są zgodne z ustalonymi specyfikacjami. Dobrą jakość zasilania można zdefiniować jako stabilne napięcie zasilania, które mieści się w wyznaczonym zakresie, stałą częstotliwość prądu zmiennego zbliżoną do wartości znamionowej oraz płynny przebieg krzywej napięcia (przypominający sinusoidę).

Silniki elektryczne są wszędzie w wielu nowoczesnych zakładach przemysłowych, stanowiąc do 80% obciążenia elektrycznego obiektów w niektórych gałęziach przemysłu, a także mogą być przyczyną kilku rodzajów zakłóceń jakości energii, powszechnie obserwowanych w tych operacjach. Te problemy mogą obejmować:

• Spadki napięcia mogą powodować lokalne lub sąsiednie obszary w wyniku bezpośredniego rozruchu dużych silników elektrycznych, pojedynczo lub w grupach. 
• Harmoniczne mogą być generowane przez nasycenie rdzenia magnetycznego silników elektrycznych. 
• Niski współczynnik mocy – od 0,85 do 0,90 przy pełnym obciążeniu i do 0,35 przy biegu jałowym – można uzyskać dzięki energii biernej wymaganej przez silniki indukcyjne.

Napędy o zmiennej prędkości (VSD) stały się podstawowymi urządzeniami dla obiektów, które chcą poprawić wydajność silników indukcyjnych. Typowe zastosowania obejmują wentylatory odśrodkowe o zmiennym momencie obrotowym, pompy, przenośniki i sprężarki.

Systemy oświetleniowe

• Oświetlenie zazwyczaj stanowi od 5% do 8% obciążenia elektrycznego obiektu przemysłowego. Problemy z jakością energii związane z tym sprzętem mogą obejmować:
• Harmoniczne, które mogą być powodowane przez energooszczędne kompaktowe lampy fluorescencyjne (CFL). 
• Niski współczynnik mocy wynikający ze stosowania świetlówek wyładowczych dużej intensywności i świetlówek kompaktowych. 
• Zniekształcenia harmoniczne i współczynnik mocy mniejszy niż 1 mogą być również spowodowane przez coraz bardziej popularne wysokowydajne oświetlenie LED.

Transformatory

• Niski współczynnik mocy, który może wynikać z ich zapotrzebowania na energię bierną. Moc bierna pochłaniana przez transformator może wynieść do 5% jego wartości znamionowej przy pełnym obciążeniu. 
• Harmoniczne wynikające z nasycenia ich rdzenia magnetycznego.