Што предизвикува хармоници во електричните системи

Хармониите во електричните системи се причинети од нелинеарни оптерски телеси што произведуваат несинусоидни форми на струја или напон во системите со променлив напон. Хармониите се компоненти на синусна врска со целобројни множители на фреквенциите различни од основната фреквенција. Следните се некои од главните причини за хармонии во електричните системи:

Нелинеарно оптерско тело

Нелинеарните оптерски тела се такви во кои струјата не е линеарно поврзана со напонот. Овој тип оптерско тело е заеднички во системот за дистрибуција на енергија, а главните извори вклучуваат:

• Ректификатор: Уред користен за конвертирање на променлива струја во постојана струја, како што се стројеви за популација, фреквенцијски конвертери итн.

• Импулсна напонска заедница: Напонската заедница широко користена во современата електроника, како што се напонски заедници за компјутери, пампачки уреди за мобилни телефони итн.

• Инвертор: Уред користен за конвертирање на постојана струја во променлива струја, често се среќава во соларни фотолецели системи, станции за популација на електромобили итн.

• Променливо фреквенцијски возач: уред користен за контрола на брзината на моторот, широко користен во областа на индустриска автоматизација.

• Арковска сварувална машина: Се генерира нелинеарна струја во процесот на сварување.

• Лампи со гасов издавување: како што се флуоресцентни лампи, лампи со висок притисок натриум итн., ќе произведат хармонии при пуштање и функционирање.

Електронски уреди за моќност

Електронските уреди за моќност широко користени во современите системи за дистрибуција на енергија се исто така важни извори на хармонии:

• Фреквенцијски конвертер: користен за контрола на брзината и момента на АЦ моторот, неговиот начин на работа ќе произведе хармонии.

• UPS (Непрекинат извор на моќ): Хармонии се генерираат кога се преклопува на режим со батерија.

• Конвертер: Уред користен за менување на фреквенцијата на променливата струја, како што е конвертерот користен во производството на енергија од ветар.

Мотори и трансформатори

Дури и во традиционалните мотори и трансформатори, може да се појават лесни хармонии поради причини како ефектите на магнетна насытност:

• Мотори: Посебно во фазата на пуштање, хармонии може да се генерираат поради влијанието на нелинеарни магнетизациски криви.

• Трансформатор: Кога трансформаторот работи во наситена област, тој исто така ќе произведе хармонии.

Проблеми со мрежата самата

• Неуравновешено оптерско тело: Неуравновешено оптерско тело во трифазен систем може да предизвика нейтралната струја да содржи хармонии.

• Долгопатско транспортирство: Во процесот на долгопатско транспортирство, индуктивните и капацитивните ефекти на линијата може да доведат до зголемување на хармониите.

Други фактори

• Стареење на уредите за моќност: По-стари уреди за моќност може да произведат дополнителни хармонии поради децензија на интерни компоненти.

• Грешки во дизајн: Лошо дизајнирани системи за моќност може да доведат до зголемување или генерирање на хармонии.

Ефекти на хармониите

Хармониите може да предизвикаат многу негативни ефекти на системите за моќност, вклучувајќи ги но не ограничувајќи се на:

• Зголемени губитоци на уредите: Хармониите може да доведат до дополнителни губитоци на моторите, трансформаторите и други уреди, скратувајќи им жизнената временска.

• Смањување на ефикасноста на системот: Хармониите може да смањат ефикасноста на системот и да зголемат потрошуването на енергија.

• Утврдување на точноста на меренјето: Хармониите ќе додадат помешање на точноста на мерачите на енергија, што ќе резултира со неточно пресметување на трошоците за електричество.

• Помешање на комуникациониот систем: Хармониите ќе предизвикаат помешање на комуникациониот систем и ќе утврдат качеството на преносот на сигналот.

• Извикување на резонанса: Во некои случаи, хармониите може да резонираат со индукторите и капацитетите во системот, предизвикувајќи сериозни проблеми со качеството на енергијата.

Мерења за подолгање на хармониите

За да се намали влијанието на хармониите, обично се применуваат следните мерења:

• Филтри: Инсталирање на пасивни или активни филтри за да се абсорбират или контраат хармониите.

• Зголемување на индуктивноста на оптерското тело: Зголемувајќи индуктивноста на оптерското тело за да се подолгаат хармониите.

• Подобрување на карактеристиките на оптерското тело: Користење на оптерско тело со ниско содржание на хармонии, како на пример трифазен ректификатор наместо еднофазен ректификатор.

• Динамичка компензација на реактивна моќ: Користење на опрема како SVG (статичен генератор на реактивна моќ) за динамичка компензација на реактивна моќ.

Заклучок

Хармониите во електричните системи се главно причинети од нелинеарни оптерски тела, како што се ректификатори, импулсни напонски заедници, инвертори, променливо фреквенцијски возачи итн. Хармониите може негативно да влијаат на перформансите и надежноста на системот за моќност, затоа е потребно да се применат одговаращи мерења за подолгање или елиминација на хармониите.