Какие опасности представляют высшие гармоники для электрического оборудования?

Искажение напряжения в сетях переменного тока вызывает неравномерные интервалы между управляющими импульсами угла управления в традиционных преобразователях, и через положительную обратную связь усиливает искажение напряжения системы, что приводит к нестабильной работе выпрямителя. В инверторах могут происходить непрерывные сбои коммутации, препятствующие нормальной работе и даже повреждающие оборудование коммутации.

Для звездообразно соединенных трансформаторов гармоники третьего порядка и триплетные гармоники могут вызвать колебания третьей гармоники, когда нейтральная точка обмотки заземлена, сеть имеет большую распределенную емкость или установлены шунтирующие конденсаторы с заземленной нейтралью, значительно увеличивая паразитные потери трансформатора. В треугольно соединенных трансформаторах эти гармоники циркулируют как токи замыкания внутри обмоток, вызывая перегрев; кроме того, гармонические токи значительно увеличивают как медные, так и железные потери в трансформаторах.

В двигателях высокочастотные гармонические токи создают эффект кожи и вихревые токи магнитомоторной силы. По мере увеличения частоты дополнительные потери в сердечнике и обмотках двигателя возрастают. Во время запуска двигателя легко возникают пульсации крутящего момента, и помеховые крутящие моменты создают значительный шум. Поскольку двигатели часто работают под большой нагрузкой, дополнительные потери, вызванные высокочастотными гармониками, имеют заметное влияние при больших нагрузках на мощность.

Измерительные приборы и счетчики разрабатываются при идеальных условиях стандартной синусоидальной формы волны 50 Гц. Когда напряжение питания или ток содержат компоненты высокочастотных гармоник, точность измерений снижается, и нормальная работа индукционных счетчиков энергии нарушается.

Когда по линиям электропередачи протекают большие амплитуды низкочастотных гармонических токов, они магнитно связываются с соседними линиями связи, вызывая помехи. Под совместным воздействием гармоник и основной волны звонки телефонов могут ложно срабатывать, нарушая нормальную работу систем связи и ухудшая качество передачи голоса. При определенных условиях эта помеха может даже представлять опасность для оборудования связи и безопасности персонала.

Высокочастотные гармоники серьезно влияют на реле защиты и автоматические устройства в электроэнергетических системах, вызывая различные виды сбоев, которые угрожают безопасной работе системы электроснабжения.

В осветительных системах, оборудованных пусковыми балластами и конденсаторами коррекции коэффициента мощности, высокочастотные гармоники могут вызывать резонансные перенапряжения, повреждающие балласты и конденсаторы. Высокочастотные гармоники также искажают изображения на телевизорах и компьютерных мониторах, вызывают колебания яркости экрана, приводят к перегреву внутренних компонентов и ошибкам данных в компьютерах.

Высокочастотные гармоники увеличивают диэлектрические потери в конденсаторах, вызывая нагрев и сокращение срока службы. После поглощения гармоник конденсаторы могут испытывать переток, вызывая перегорание предохранителей. Когда конденсаторы и индуктивные элементы образуют резонанс последовательного соединения, гармоники усиливаются, что может привести к перегоранию конденсаторов.

Искажение напряжения в сетях переменного тока вызывает неравномерные интервалы между управляющими импульсами угла управления в традиционных преобразователях, и через положительную обратную связь усиливает искажение напряжения системы, что приводит к нестабильной работе выпрямителя. В инверторах могут происходить непрерывные сбои коммутации, препятствующие нормальной работе и даже повреждающие оборудование коммутации.