Kādi ir harmoniskie svārstījumi elektroenerģētikas sistēmās, un kādi tos izraisa?

Elektroapgārē harmoniskie komponenti atsaucās uz sastāvdaļām ar frekvencēm, kas ir veselu skaitļu reizes lielākas par pamatfrekvenci, iegūstot periodisku nesinusoidālu maiņstrādes daudzumu, sadalot to pēc Furijē rindas, un tie parasti tiek saukti par augstākiem harmoniskajiem komponentiem.

Galvenie harmonisko komponentu cēloņi ir šādi:

• Nelineāro slodžu eksistēšana: Tas ir galvenais harmonisko komponentu radīšanas cēlonis. Piemēram, enerģētiskās elektronikas ierīces, tostarp rekifieri, inversori un frekvenču pārveidotāji, semivadītāju ierīču darbības laikā izkropļo strādes un sprieguma formas, veidojot harmoniskos komponentus. Piemēram, rekifiers pārvērš maiņstrādi par vienmērīgo strādi. Pārveidošanas procesā ieejas strāde parādīs nesinusoidālu formu un saturēs lielu harmonisko komponentu skaitu. Turklāt, ierīces kā loksnes un plazmas lampas arī ir vispārpieņemtas nelineāras slodzes. Loksnes stālražošanas procesā loka nestabilitāte rada strādes svārstības un veido harmoniskos komponentus. Plazmas lampas balasta dēļ strādes forma tiks arī izkropļota, veidojot harmoniskos komponentus.

• Transformatora magnetizācijas strāde: Kad transformators strādā, tā dzelzs ķermenis saturs, notiek magnētiskā satura pierobežojums, kā rezultātā magnetizācijas strāde vairs nav sinusoidāla, veidojot harmoniskos komponentus. Īpaši, kad transformators tiek ieslēgts bez slodzes vai strādā ar mazu slodzi, magnetizācijas strādē esošie harmoniskie komponenti būs acīmredzamāki.

• Barošanas sistēmas nevienmērība: Ja trīsfāzes barošanas sistēmā katras fāzes slodzes ir nevienmērīgas, tas rada strādes un sprieguma asimetriju, veidojot harmoniskos komponentus. Piemēram, dažās rūpnīcu vietās, tā kā katrā fāzē ir savāds aprīkojums, var rasties trīsfāzes slodžu nevienmērība, kas rada harmoniskos komponentus barošanas sistēmā.

Harmoniskie komponenti var izraisīt palielinātu sildīšanos un lielākas zaudējumus elektrotehniskajā aprīkojumā, ietekmējot to normālo darbību un izmantošanas ilgumu. Tie var arī traucēt sakaru sistēmām un izraisīt rezonanci enerģijas sistēmā un citus jautājumus. Tāpēc jāpielieto atbilstošas pasākumi, lai tos novērstu.