Quins són els perills dels harmònics d'ordre superior per als equips elèctrics

La distorsió de tensió en els sistemes d'energia AC provoca intervals desiguals entre els polsos de disparador de l'angle de control en convertidors convencionals, i a través del retroalimentació positiva, amplifica la distorsió de tensió del sistema, resultant en una operació inestable del rectificador. En inversors, poden ocórrer falles contínues de conmutació, impedint la operació normal i fins i tot danificant l'equipament de conmutació.

Per als transformadors connectats en estrella, les harmòniques de tercer ordre i tríplex poden causar oscil·lacions de tercera harmònica quan el punt neutre de l'enrotllament està a terra, la xarxa té una gran capacitance distribuïda o es tenen instal·lades capacitances paral·leles amb terra al neutre, augmentant molt les pèrdues estranyes del transformador. En els transformadors connectats en delta, aquestes harmòniques circulen com corrents de bucle dins dels enrotllaments, causant sobrecalentament; més endavant, les corrents harmòniques augmenten significativament tant les pèrdues de cobre com les de ferro en els transformadors.

En els motors, les corrents harmòniques d'ordre superior produeixen l'efecte de superfície i corrents de Foucault. A mesura que augmenta la freqüència, les pèrdues addicionals en el nucli i els enrotllaments del motor augmenten. Durant l'arrancament del motor, es produeixen fàcilment pulsacions de torsió, i les torsions interferents generen un soroll significatiu. Com que els motors sovint porten càrregues pesades, les pèrdues addicionals causades per les harmòniques d'ordre superior tenen un impacte pronunciat en condicions de càrrega de potència elevada.

Els instruments de mesura i comptadors són dissenyats sota condicions ideals d'una ona sinusoidal estàndard de 50 Hz. Quan la tensió o la corrent d'alimentació contenen components harmònics d'ordre superior, la precisió de mesura es veu afectada, i la funció normal dels comptadors d'energia de tipus inducció s'impedeix.

Les corrents harmòniques de baixa freqüència i gran amplitud que flueixen a través de les línies d'energia s'acoplan magnèticament a les línies de comunicació adjacents, causant interferències. Sota l'efecte combinat de les harmòniques i la ona fonamental, els timbres telefònics poden ser activats falsament, interrompent la funció normal del sistema de comunicació i afectant la qualitat de la transmissió de veu. En certes condicions, aquesta interferència pot arribar a perjudicar l'equipament de comunicació i la seguretat de les persones.

Les harmòniques d'ordre superior afecten greument la protecció per relé i els dispositius automàtics en els sistemes d'energia, causant diversos tipus de malfuncionaments que amenaçen la operació segura del sistema d'energia.

En els sistemes de llum dotats de ballasts d'arrancament i capacitores de correcció del factor de potència, les harmòniques d'ordre superior poden causar sobrevoltatges resonants que danifiquen els ballasts i capacitores. Les harmòniques d'ordre superior també distorsionen les imatges en televisors i monitors d'ordinador, causant fluctuacions de brillantor en la pantalla, sobrecalentament de components interns i errors de dades en ordinadors.

Les harmòniques d'ordre superior augmenten les pèrdues dielèctriques en els capacitores, causant calentament i reduint la vida útil. Després d'absorbir harmòniques, els capacitores poden experimentar sobrecorrent, fent saltar fusibles. Quan els capacitores i elements inductius formen una ressonància en sèrie, les harmòniques s'amplifiquen, potencialment escalfant els capacitores fins a la cremació.

La distorsió de tensió en els sistemes d'energia AC provoca intervals desiguals entre els polsos de disparador de l'angle de control en convertidors convencionals, i a través del retroalimentació positiva, amplifica la distorsió de tensió del sistema, resultant en una operació inestable del rectificador. En inversors, poden ocórrer falles contínues de conmutació, impedint la operació normal i fins i tot danificant l'equipament de conmutació.