Šta su harmonici u električnim sistemima i šta ih uzrokuje?

U električnom sistemu, harmonici se odnose na komponente sa frekvencijama koje su celi brojevi veći od osnovne frekvencije dobijene dekompozicijom periodične nesinusoidalne alterne veličine preko Furijeove serije, i obično se nazivaju viši harmonici.

Glavne uzroke harmonika su sledeći:

• Postojanje nelinearnih opterećenja: Ovo je glavni uzrok generisanja harmonika. Na primer, uređaji za elektronsku tehnologiju, uključujući pretvarače, invertere i frekventne konvertere, poluprovodničkih uređaja unutar njih će distorzirati talase struje i napona tokom rada, stvarajući harmonike. Uzmimo pretvarač kao primer. On pretvara izmjenljivu struju u jednosmernu. Toku pretvaranja, ulazna struja će pokazati nesinusoidalni talas i sadržati veliki broj harmonijskih komponenata. Takođe, oprema poput lukove peći i fluorescentnih lampi su takođe česta nelinearna opterećenja. U procesu proizvodnje čelika u lukovoj peći, nestabilnost luka dovodi do fluktuacija struje i stvaranja harmonika. Zbog funkcije balasta u fluorescentnoj lampi, talas struje će biti distorziran, stvarajući harmonike.

• Naponska struja transformatora: Kada transformator radi, događa se magnetna satura u njegovom željeznom jezgru, što dovodi do toga da naponska struja više nije sinusoidni talas, stvarajući harmonike. Posebno kada je transformator uključen bez opterećenja ili kada radi pod lakim opterećenjem, harmonijske komponente u naponskoj struji će biti značajnije.

• Neravnoteža sistema snabdijevanja strujom: Kada su opterećenja svake faze u trofaznom sistemu snabdijevanja strujom neravnomerno, to će dovesti do asimetrije struje i napona, stvarajući harmonike. Na primer, na nekim industrijskim lokacijama, zbog različite opreme povezane na svaku fazu, može doći do situacije neravnomernosti trofaznog opterećenja, što dovodi do pojavljivanja harmonika u sistemu snabdijevanja strujom.

Harmonici mogu dovesti do povećane zagrevanja i većih gubitaka u električnoj opremi, utičući na normalnu radnju i vreme trajanja opreme. Mogu takođe da interferiraju sa sistemima komunikacije i da indukuju rezonancije u sistemu snabdijevanja strujom i druge probleme. Stoga, potrebno je poduzeti odgovarajuće mere za njihovo tretiranje.