高次谐波が電気設備に与える危害は何ですか

交流電力システムの電圧歪みは、従来のコンバータでの制御角度の発火パルス間隔を不均一にし、正のフィードバックを通じてシステムの電圧歪みを増幅し、整流器の不安定な動作を引き起こします。インバータでは、連続的な換流失敗が発生し、正常な動作を妨げ、さらには換流装置を損傷する可能性があります。

星形接続の変圧器では、三次高調波と三倍高調波が巻線の中性点が接地されている場合や、配電網に大きな分散容量がある場合、または中性点接地された並列コンデンサーが設置されている場合に三次高調波振動を引き起こし、変圧器の雑散損失を大幅に増加させます。三角形接続の変圧器では、これらの高調波が巻線内のループ電流として循環し、過熱を引き起こします。さらに、高調波電流は変圧器の銅損失と鉄損失を著しく増加させます。

モーターにおいては、高次高調波電流がスキン効果と磁気誘導渦電流を生成します。周波数が上昇すると、モーターのコアと巻線における追加損失が増大します。モーター起動時にはトルクの脈動が容易に発生し、干渉トルクによって大きな騒音が発生します。モーターはしばしば重い負荷を運ぶため、高次高調波による追加損失は重い電力負荷条件の下で顕著な影響を与えます。

測定機器やメーターはすべて標準50 Hzの正弦波形という理想的な条件下で設計されています。供給電圧または電流に高次高調波成分が含まれていると、測定精度が影響を受け、誘導型エネルギーメーターの正常な動作が損なわれます。

電力線を通る大振幅の低周波高調波電流は、隣接する通信線路に磁気的に結合し、干渉を引き起こします。高調波と基本波の組み合わせ効果により、電話の呼び出しベルが誤って作動し、通信システムの正常な動作を妨げ、音声伝送品質に影響を与えることがあります。特定の条件下では、この干渉は通信機器や人員の安全を危険にさらす可能性もあります。

高次高調波は電力システムの継電保護および自動装置に深刻な影響を与え、さまざまな種類の誤動作を引き起こし、電力システムの安全な運転を脅かします。

始動バラストと電力因数補償コンデンサーを備えた照明システムでは、高次高調波が共鳴過電圧を引き起こし、バラストとコンデンサーを損傷させることがあります。高次高調波はまたテレビやコンピュータモニターの画像を歪ませ、画面の明るさの変動を引き起こし、内部部品の過熱やコンピュータデータのエラーを引き起こします。

高次高調波はコンデンサーの誘電損失を増加させ、加熱と寿命短縮を引き起こします。高調波を吸収したコンデンサーは過電流を経験し、ヒューズが飛ぶことがあります。コンデンサーと誘導要素が直列共振を形成すると、高調波が増幅され、コンデンサーが焼損する可能性があります。

交流電力システムの電圧歪みは、従来のコンバータでの制御角度の発火パルス間隔を不均一にし、正のフィードバックを通じてシステムの電圧歪みを増幅し、整流器の不安定な動作を引き起こします。インバータでは、連続的な換流失敗が発生し、正常な動作を妨げ、さらには換流装置を損傷する可能性があります。