Wat is harmoniese in elektriese stelsels, en wat veroorsaak hulle?

In 'n elektriese stelsel verwys harmonieke na die komponente met frekwensies wat heelgetal veelvoude van die grondfrekwensie is, verkry deur 'n periodieke nie-sinusvormige wisselhoeveelheid deur Fourier-reeks te ontbind, en hulle word gewoonlik hoër harmonieke genoem.

Die hoofoorzaak van harmonieke is as volg:

• Bestaan van Nie-lineêre Ladings: Dit is die primêre oorzaak van harmoniekweking. Byvoorbeeld, krag-elektroniese toestelle, insluitend rektifiers, omvangers en frekwensie-omsetters, sal die semi-geleiervsaamgestelde toestelle binne dit die stroom- en spanting-golfvorms verdraai tydens operasie, wat harmonieke genereer. Neem byvoorbeeld 'n rektifier. Dit verander wisselstroom in gelykstroom. Tydens die omskakelingsproses sal die insetstroom 'n nie-sinusvormige golfvorm wys en 'n groot aantal harmoniese komponente bevat. Verder is toerusting soos boogovens en fluorsienlamppe ook algemene nie-lineêre ladings. Tyeens die staalsoep-proses in 'n boogoven, sal die onstabiele boog tot stroomfluktuasies lei en harmonieke genereer. As gevolg van die funksie van die ballast in 'n fluorsienlamp, sal die stroomgolfvorm ook verdraai wees, wat harmonieke genereer.

• Opwondingsstroom van Transformatore: Wanneer 'n transformator in bedryf is, sal magneetverzadiging in sy ijserker opduik, wat lei tot die opwondingsstroom nie meer 'n sinusgolf wees, dus harmonieke genereer. Veral wanneer die transformator sonder lading ingeskakel word of onder 'n ligte lading bedryf, sal die harmoniese komponente in die opwondingsstroom meer duidelik wees.

• Ongelykheid van die Kragvoorsieningstelsel: Wanneer die ladings van elke fase in 'n driefase kragvoorsieningstelsel ongebalanserd is, sal dit lei tot die onsimmetrie van die stroom en spanting, dus harmonieke genereer. Byvoorbeeld, op sommige industriële terreine, as gevolg van die verskillende toerusting wat aan elke fase gekoppel is, kan die situasie van 'n driefase laadelingsongelykheid voorkom, wat harmonieke in die kragvoorsieningstelsel laat ontstaan.

Harmonieke kan lei tot verhoogde verhitting en groter verliese in elektriese toerusting, wat die normale werking en leeftyd van die toerusting beïnvloed. Hulle kan ook kommunikasiestelsels stoornis veroorsaak en resonerings in die kragstelsel en ander probleme uitlos. Daarom moet daar gepaste maatreëls geneem word vir die behandeling daarvan.