Harmonien vaikutuksen analysointi sähkötehossa

Harmonien lähteet

Harmonien syntymiselle on monia syitä, joten lähteitä on suhteellisen paljon, ja myös käytetyillä laitteilla on tiettyjä vaihtelevia ominaisuuksia. Näistä tärkeimpiä harmonisten yliaaltojen lähteitä ovat pääasiassa sähköverkon muuntajaryhmät, teollisuuden valokaariuunit, suuremmat yksivaiheiset tehoelektroniikkalaitteet sekä laaja valikoima tasasuuntauslaitteita ja vaihtojännitteen säätölaitteita.

Harmonien haitallinen analyysi

Sähköjärjestelmän harmonisten yliaaltojen olemassaolo vastaa sähköjärjestelmän saastelähdettä, ja saasteen kohde on pääasiassa sähköjärjestelmän sähkömagneettinen ympäristö. Sähköjärjestelmän tärkeänä ympäristökomponenttina sähkömagneettinen ympäristö aiheuttaa erilaisia ​​vaaroja eriasteisten harmonisten yliaaltojen vaikutuksesta. Tämä vähäisin haitallisuus kuitenkin heikentää sähkölaitteiden tehokkuutta, ja vakavimmat seuraukset voivat johtaa sähköjärjestelmän vakaan ja turvallisen toiminnan häiriintymiseen ja sähkölaitteiden vaurioitumiseen. Harmonisten yliaaltojen syntymiseen kohdistuu erityisesti seuraavia haittoja:

(1) Sähkölaite kuumenee epänormaalisti harmonisten yliaaltojen vaikutuksesta, ja lisähäviöt ovat liian suuria. Vaikka harmonisen virran ja perusvirran välillä on suuri ero, harmonisten yliaaltojen läsnäolo pahentaa laitteen ihoilmiötä, ja tehollinen resistanssi kasvaa ihoilmiön havaitsemisprosessissa. Joissakin erikoislaitteissa, kuten rautasydämisissä sähkölaitteissa, esiintyy myös suuria pyörrevirtahäviöitä ja hystereesihäviöitä. Kun aaltomuoto vääristyy tietyssä määrin, suuri amplitudinen huippuaalto lisää osittaispurkauksen voimakkuutta. Tällaisissa korkeissa kulutusolosuhteissa sähkölaitteen käyttöikä lyhenee helposti.

(2) Moottori voi aiheuttaa mekaanista tärinää. Harmonisten virtojen vaikutuksesta moottorin pyörivä magneettikenttä tuottaa sykkivää vääntömomenttia, joka voi saada moottorin värähtelemään. Moottorin ominaistaajuuden vaikutuksesta tällainen värähtely voi helposti aiheuttaa haitallisempaa mekaanista värähtelyä, mikä vaarantaa sähkölaitteiden laadun ja jopa ihmishenkiä.

(3) Häiriöt tietokonelaitteille ja muille automaattisille ohjauslaitteille. Normaalioloissa automaattiset ohjauslaitteet ja muut niihin liittyvät automaattiset ohjausjärjestelmät on suunniteltu normaalille virralle ja kuormitetulle jännitteelle. Kun harmonisia yliaaltoja syntyy, automaattinen ohjausjärjestelmä ei ota tätä vaikuttavaa tekijää huomioon, mikä helpottaa häiriöiden vaikutusta sen ohjaustoimintoihin. Kun harmonisten yliaaltojen saastumisaste on suuri, automaattisen ohjausjärjestelmän toimintatavat voivat muuttua, mikä aiheuttaa virheellisiä ohjeita. Tällainen vaikutus vaikuttaa vakavasti varsinaiseen tuotantoon ja toimintaan ja jopa aiheuttaa peruuttamattomia turvallisuusonnettomuuksia.