Wat veroorsaak harmonieke in elektriese stelsels?

Harmonieë in elektriese stelsels word veroorsaak deur nie-lineêre lasse wat nie-sinusvormige golfvorms van stroom of spanning in wisselstroomstelsels produseer. Harmonieë is sinusgolfkomponente met heelgetalle vermenigvuldigings van frekwensies anders as die fundamentele frekwensies. Die volgende is sommige van die hoofoorzaake van harmonieë in elektriese stelsels:

Nie-lineêre las

Nie-lineêre lasse is dié waarin die stroom nie lineêr verwant is aan die spanning. Hierdie tipe las is algemeen in die kragstelsel, en die hoof bronne sluit in:

• Rektifiseerder: 'n Toestel wat gebruik word om wisselstroom om te skakel na gelykstroom, soos 'n kragadapter, frekwensieomskakelaar, ens.

• Skakelkragsvoorsiening: Die kragsvoorsiening wat algemeen in moderne elektroniese toerusting gebruik word, soos rekenaarvoorsieninge, mobiele telefoonopladers, ens.

• Inwerter: 'n Toestel wat gebruik word om gelykstroom om te skakel na wisselstroom, algemeen gevind in sonkragfotovoltaïese stelsels, elektriese voertuiglaadstasies, ens.

• Veranderlike frekwensiebestuurder: 'n Toestel wat gebruik word om die spoed van 'n motor te beheer, wyd verspreid in die veld van industriële outomatisering.

• Booglasmasjien: Nie-lineêre stroom word tydens die lasproses gegenereer.

• Gasontlaadinglamppe: soos fluoressentlamppe, hoëdruk natriumlamppe, ens., sal harmonieë produseer tydens opstart en bedryf.

Krag-elektroniese toerusting

Krag-elektroniese toestelle wat wydverspreid in moderne kragstelsels gebruik word, is ook belangrike bronne van harmonieë:

• Frekwensieomskakelaar: gebruik om die spoed en koppel van die wisselstroommotor te beheer, sy werkprinsipe sal harmonieë produseer.

• UPS (Ononderbroke Kragvoorsiening) : Harmonieë word gegenereer wanneer omskakeling na batterijgestuurde modus plaasvind.

• Omskakelaar: 'n Toestel wat gebruik word om die frekwensie van wisselstroom te verander, soos 'n omskakelaar wat in windkragopwekking gebruik word.

Motors en transformateurs

Sel in tradisionele motors en transformateurs kan liggie harmonieë weens redes soos magnetiese verurasyninge voorkom:

• Motors: Veral in die opstartfase, kan harmonieë weens die invloed van nie-lineêre magneetiseringkurwes gegenereer word.

• Transformateur: Wanneer die transformateur in die verurasynede gebied werk, sal dit ook harmonieë produseer.

Probleme met die rooster self

• Ongebalanceerde las: 'n Ongebalanceerde las in 'n driefasestelsel kan lei tot dat die neutrale stroom harmonieë bevat.

• Langafstandsoordrag: Tydens langafstandsoordrag kan die induktansie- en kapasitiefekte van die lyn lei tot die versterking van harmonieë.

Ander faktore

• Vergaring van kragtoerusting: Ouer kragtoerusting kan addisionele harmonieë produseer weens degradasie van interne komponente.

• Ontwerpdefekte: Sleg ontwerp kragstelsels kan lei tot die versterking of generering van harmonieë.

Effek van harmonieë

Harmonieë kan 'n verskeidenheid negatiewe effekte op kragstelsels hê, insluitend maar nie beperk tot:

• Toename van toerustingverliese: Harmonieë kan lei tot addisionele verliese van motors, transformateurs en ander toerusting, wat die leeftyd verkort.

• Verminder die stelsel doeltreffendheid: Harmonieë kan die stelseldoeltreffendheid verminder en energieverbruik verhoog.

• Beïnvloed die meetakkuraatheid: Harmonieë sal die meetakkuraatheid van die energiemeter stoorn, wat lei tot foute berekening van elektrisiteitsfooi.

• Storing van die kommunikasiestelsel: Harmonieë sal storing van die kommunikasiestelsel veroorsaak en die kwaliteit van seinoverdragting beïnvloed.

• Uitlating van resonansie: In sommige gevalle kan harmonieë met induktore en kondensatore in die stelsel resoneer, wat ernstige kragkwaliteitsprobleme veroorsaak.

Maatreëls vir harmoniesuppressie

Om die impak van harmonieë te verminder, word die volgende maatreëls gewoonlik geneem:

• Filtre: Installeer passiewe of aktiewe filtre om harmonieë te absorbeer of te neutraliseer.

• Verhoog die induktansie van die las: Deur die induktansie van die las te verhoog om harmonieë te onderdruk.

• Verbeter laskenmerke: Gebruik 'n las met lae harmonie-inhoud, soos 'n driefase rektifiseerder in plaas van 'n enkel fase rektifiseerder.

• Dinamiese reaktiewe kragkompensasie: Gebruik toerusting soos SVG (statiese reaktiewe kraggenerator) vir dinamiese reaktiewe kragkompensasie.

Opsomming

Harmonieë in elektriese stelsels word hoofsaaklik veroorsaak deur nie-lineêre lasse, soos rektifiseerders, skakelkragsvoorsieninge, inwerter, veranderlike frekwensiebestuurders, ens. Harmonieë kan negatief die prestasie en betroubaarheid van die kragstelsel beïnvloed, daarom is dit nodig om gepaste maatreëls te neem om harmonieë te onderdruk of uit te skakel.