Што се хармоници во електричните системи, и што ги причинува?

Во електричниот систем, хармониците се однесуваат на компонентите со фреквенции кои се целобројни повеќесоод основната фреквенција добиени преку декомпозиција на периодична несинусоидална алтернативна величина преку Фуриев ред, и обично се нарекуваат високи хармонии.

Главните причини за хармонии се следниве:

• Постоење на нелинеарни оптоварувања: Ова е главната причина за генерирање на хармонии. На пример, електронски уреди за управување со енергија, вклучувајќи ректификатори, инвертори и претварачи на фреквенција, полупроводничките уреди во нив ќе деформираат формата на токот и напонот во време на работа, што ќе генерира хармонии. Како пример, ректификаторот го конвертира алтернативниот ток во директен ток. Во процесот на конверзија, входниот ток ќе има несинусоидална форма и ќе содржи голем број на хармониски компоненти. Повеќе, опрема како аркушни печи и флуоресцентни лампи се исто така често сретнувани нелинеарни оптоварувања. Во процесот на производство на челик во аркушна печа, нестабилноста на аркот ќе доведе до флуктуации на токот и генерирање на хармонии. Заблескалот во флуоресцентната лампа ќе деформира формата на токот, што ќе генерира хармонии.

• Екситационен ток на трансформаторите: Кога трансформаторот работи, ќе дојде до магнетно насытување во железниот јадро, што ќе резултира во тоа што екситациониот ток вече не е синусоидална волна, па така се генерираат хармонии. Сепак, кога трансформаторот се вклучи без оптоварување или работи при слабо оптоварување, хармониските компоненти во екситациониот ток ќе бидат појавни.

• Небалансирање на системот за доставување на енергија: Кога оптоварувањата на секоја фаза во трифазен систем за доставување на енергија не се избалансирани, тоа ќе доведе до асиметрија на токот и напонот, што ќе генерира хармонии. На пример, во некои индустријски области, поради различната опрема поврзана со секоја фаза, може да се случи случај на небалансирано оптоварување на трифазен систем, што ќе предизвика појава на хармонии во системот за доставување на енергија.

Хармониите можат да предизвикаат зголемено загревање и поголеми губитоци во електричната опрема, влијајќи на нормалната работа и временската трајност на опремата. Тие исто така можат да донесат интерференција во комуникациски системи и да активираат резонанси во системот за енергија и други проблеми. Затоа, потребни се соодветни мерки за третман.