Harmoniniai reiškiniai elektros sistemose: priežastys, padariniai ir rizika

Harmonikayra kritiški, tačiau dažnai nepastebimi reiškiniai elektros sistemose. Jie parodo idealios įtampos ar srovės sinusoidinės bangos formos iškraipymus, atsirandančius dažniais, kurie yra sveiko skaičiaus kartotinis pagrindinio dažnio (pvz., 50 Hz arba 60 Hz). Nors harmonika yra būdinga šiuolaikinėms galios sistemoms, jų nekontroliuojamas buvimas gali sukelti rimtų veiklos ir finansinių padarinių. Šiame straipsnyje bus nagrinėjamos jų priežastys, padariniai ir rizika.

Kas sukelia harmoniką?

HarmonikaPirmiausia kyla iš netiesinių apkrovų - dviračių, kai srovė neatitinka sinusoidinės įtampos bangos formos. Įprasti pavyzdžiai yra:

Kintamo dažnio diskai (VFD) pramoniniuose varikliuose, jungiklio režimo maitinimo šaltiniai (pvz., Kompiuteriai, serveriai, LED apšvietimas), atsinaujinančios energijos keitikliai (saulės/vėjo sistemos), nepertraukiami maitinimo šaltiniai (UPS) ir elektromobilių įkrovimo stotys. Šios apkrovos sutrikdo sklandų srovės srautą ir sukuria iškreiptas bangos formas. Pvz., VFD gali nupiešti srovę trumpais impulsais, o ne ištisine sinuso banga, todėl atsiranda harmonikų, tokių kaip 3 -ioji (150 Hz), 5 -oji (250 Hz) arba 7 -oji (350 Hz) harmonika.

Koks yra harmonikų poveikis?  

Harmonikai pablogina energijos kokybę ir nustato dideles paslėptas energijos infrastruktūros išlaidas:  

Harmonika sukelia energijos nuostolius ir padidėjusias išlaidas. Pvz., Penktosios eilės harmoninės srovės gali sukelti iki 15% papildomų energijos atliekų paskirstymo sistemose (JAV energetikos tyrimų departamentas). Šis neveiksmingumas gali sukelti didesnes sąskaitas už elektrą.  

Tai gali sukelti įrangos pažeidimą ir sumažinti gyvenimo trukmę, nes harmoninės srovės sukelia sūkurinių srovių ir histerezės nuostolius, dėl kurių perkaitimas. Transformatoriai, veikiantys aukštos harmoninėje aplinkoje, gali sugesti 30–50% greičiau nei jų vardinė gyvenimo trukmė. Be to, harmonikai gali sukelti rezonansą, dėl kurio gali atsirasti kondensatorių perkrova ir galimi sprogimai ar gaisrai. Be to, trijų fazių sistemose trečiosios eilės harmonikai (3, 9-oji ir kt.) Kaupiasi neutralioje linijoje, todėl ji gali perkaiti.  

Harmonikai taip pat gali sukelti veiklos sutrikimus, ypač jautrioje įrangoje, tokioje kaip medicinos prietaisai, laboratoriniai prietaisai ar duomenų centrų serveriai, kurie priklauso nuo švarios galios. Įtampos iškraipymai, kuriuos sukelia harmonikai, gali sukelti įrangos gedimą, duomenų sugadinimą ar neplanuotą prastovą.

Taip pat labai svarbu atitikti ir saugos riziką, susijusią su harmonikomis. Viršijant harmonines ribas, nurodytas tokiuose standartuose kaip IEEE 519-2022, gali būti skirtos reguliavimo baudos. Be to, perkaitimas dėl perkaitimo gali sukelti gaisro pavojų ir saugos riziką.

Kaip profesionalus gamintojas ir tiekėjas, mes teikiame aukštos kokybės produktus. Jei jus domina mūsų produktai ar turite klausimų, nedvejodamiSusisiekite su mumis.