Хармонични феномени во електрични системи: Причини, ефекти и ризици

Хармоникисе клучен, но честопати занемарен феномен во електричните системи. Тие претставуваат искривувања на идеалната синусоидална бранова форма на напон или струја, што се јавуваат на фреквенции кои се цели броеви на основната фреквенција (на пр., 50 Hz или 60 Hz). Додека хармониките се својствени за современите електроенергетски системи, нивното неконтролирано присуство може да доведе до сериозни оперативни и финансиски последици. Оваа статија ќе ги истражи нивните причини, ефекти и ризици.

Што предизвикува хармоника?

ХармоникиПрвенствено потекнуваат од нелинеарни оптоварувања - кои се наоѓаат каде што струјата не се усогласува со синусоидната бранова форма на напон. Вообичаени примери вклучуваат:

Погони за променлива фреквенција (VFD) во индустриски мотори, напојување со вклучен режим на прекинувач (на пр., Компјутери, сервери, LED осветлување), инвертори за обновлива енергија (соларни/ветерни системи), непрекинато напојување (UPS-от) и станици за полнење на електрични возила. Овие товари го нарушуваат мазниот проток на струја, создавајќи искривени бранови. На пример, VFD може да привлече струја во кратки пулсирања отколку во континуиран синусен бран, што резултира во хармоники како што се 3 -та (150 Hz), 5 -ти (250 Hz) или 7 -та (350 Hz) хармоника.

Кои се ефектите од хармониката?  

Хармониките го деградираат квалитетот на електричната енергија и наметнуваат значителни скриени трошоци на моќната инфраструктура:  

Хармониките предизвикуваат загуби на енергија и зголемени трошоци. На пример, хармоничните струи од петтиот ред може да резултираат со до 15% дополнителен енергетски отпад во дистрибутивните системи (Американско одделение за истражување на енергијата). Оваа неефикасност може да доведе до повисоки сметки за електрична енергија.  

Може да предизвика оштетување на опремата и намален животен век, бидејќи хармоничните струи генерираат струјни струи и загуби на хистереза, што доведува до прегревање. Трансформаторите кои работат во високо-хармонични средини може да пропаднат 30-50% побрзо од нивниот оценет животен век. Покрај тоа, хармониката може да предизвика резонанца, што доведува до преоптоварување на кондензаторот и потенцијални експлозии или пожари. Понатаму, во трифазни системи, хармоники од трет ред (3-ти, 9-ти, итн.) Се акумулираат на неутралната линија, потенцијално предизвикувајќи ја да се прегрее.  

Хармониките исто така може да предизвикаат оперативни нарушувања, особено во чувствителна опрема како што се медицински уреди, лабораториски инструменти или сервери на центарот за податоци кои се потпираат на чиста моќ. Искривување на напон предизвикано од хармоника може да резултира во неуспех на опремата, корупција на податоците или непланирано време на застој.

Ризиците од усогласеноста и безбедноста поврзани со хармониките се исто така клучни. Надминување на хармоничните граници наведени во стандардите како што се IEEE 519-2022 може да резултира во регулаторни казни. Покрај тоа, прегревањето на опремата може да создаде опасности од пожар и безбедносни ризици.

Како професионален производител и снабдувач, нудиме висококвалитетни производи. Доколку сте заинтересирани за нашите производи или имате какви било прашања, ве молиме слободноконтактирајте не.