A harmonikusok elektromos teljesítményre gyakorolt ​​hatásának elemzése

Felharmonikus források

A harmonikusok keletkezésének számos oka lehet, így viszonylag sok forrás létezik, és az érintett berendezések típusai is bizonyos változatos jellemzőket mutatnak. Ezek közül a fő harmonikus források közé tartoznak elsősorban az elektromos hálózat transzformátorcsoportjai, az ipari elektromos ívkemencék, a nagyobb egyfázisú teljesítményelektronikai eszközök, valamint az egyenirányító berendezések és a váltakozó feszültségszabályozó berendezések széles skálája.

A harmonikusok káros elemzése

A felharmonikusok jelenléte az energiarendszerben egyenértékű a rendszer szennyező forrásával, és a szennyezés tárgya elsősorban az energiarendszer elektromágneses környezete. Az energiarendszer fontos környezeti elemeként az elektromágneses környezet a felharmonikusok különböző mértékeinek hatása alatt különböző veszélyeket mutat. Ez a legkisebb káros hatás azonban a villamos berendezések működési hatékonyságát is csökkenti, és a legsúlyosabb következmények a villamos rendszer stabil és biztonságos működésének megzavarásához, valamint a villamos berendezések károsodásához vezethetnek. A felharmonikusok keletkezésének káros hatásai különösen a következő szempontokat foglalják magukban:

(1) Az elektromos berendezés abnormálisan felmelegszik a harmonikusok hatására, és a további veszteség túl nagy. Bár a harmonikus áram és az alapáram között nagy a különbség, a harmonikusok jelenléte súlyosbítja az eszköz skin-effektusát, és a skin-effektus érzékelése során megnő a tényleges ellenállás. Egyes speciális berendezéseknél, például a vasmaggal rendelkező elektromos berendezéseknél, nagy örvényáram-veszteség és hiszterézis-veszteség is előfordulhat. Ha a hullámforma bizonyos mértékig torzul, a nagy amplitúdójú csúcshullám növeli a részleges kisülés intenzitását. Ilyen nagy fogyasztási körülmények között az elektromos berendezés élettartama könnyen lerövidülhet.

(2) A motor mechanikai rezgést okozhat. A harmonikus áramok hatására a motor forgó mágneses mezője pulzáló nyomatékot hoz létre, ami rezgésbe hozhatja a motort. A motor természetes frekvenciája hatására ez a rezgés könnyen károsabb mechanikai rezgést okozhat, veszélyeztetve ezzel az elektromos berendezések minőségét, sőt akár az emberek életét is.

(3) Számítógépes berendezések és más automatikus vezérlőberendezések zavarása. Normál körülmények között az automatikus vezérlőberendezéseket és más kapcsolódó automatikus vezérlőrendszereket normál áramerősség és terhelt feszültség alapján tervezik. Felharmonikusok keletkezésekor az automatikus vezérlőrendszer nem veszi figyelembe ezt a befolyásoló tényezőt, így az interferencia könnyen befolyásolhatja a vezérlőfunkció teljesítményét. Ha a felharmonikusok szennyezettségi foka nagy, az automatikus vezérlőrendszer működési eljárásai is megváltozhatnak, ami helytelen irányítást eredményezhet. Ez a fajta befolyásolás súlyosan befolyásolja a tényleges termelést és működést, sőt visszafordíthatatlan biztonsági baleseteket is okozhat.