Analiza utjecaja harmonika u električnoj energiji

Izvori harmonika

Postoji mnogo razloga za generiranje harmonika, tako da postoji relativno mnogo izvora, a vrste uključene opreme također pokazuju određene raznolike karakteristike. Među njima, glavni izvori harmonika uglavnom uključuju transformatorske grupe u elektroenergetskoj mreži, industrijske elektrolučne peći, veće jednofazne energetske elektroničke uređaje i širok raspon ispravljačke opreme i opreme za regulaciju naizmjeničnog napona.

Štetna analiza harmonika

Postojanje harmonika u elektroenergetskom sistemu ekvivalentno je izvoru zagađenja elektroenergetskog sistema, a objekt zagađenja je uglavnom elektromagnetno okruženje u elektroenergetskom sistemu. Kao važna komponenta okoline elektroenergetskog sistema, elektromagnetno okruženje će pokazivati ​​različite opasnosti pod utjecajem različitih stepena harmonika. Međutim, i ova najmanja štetnost će smanjiti efikasnost rada električne opreme, a najozbiljnije posljedice mogu dovesti do narušavanja stabilnog i sigurnog rada elektroenergetskog sistema i oštećenja električne opreme. Šteta od generiranja harmonika posebno uključuje sljedeće aspekte:

(1) Električna oprema se abnormalno zagrijava pod djelovanjem harmonika, a dodatni gubici su preveliki. Iako postoji veliki jaz između količine harmonijske struje i osnovne struje, prisustvo harmonika će pogoršati skin efekat uređaja, a efektivni otpor će se povećati u procesu detekcije skin efekta. Kod neke posebne opreme, doći će i do velikih gubitaka usljed vrtložnih struja i histerezisa, kao što je električna oprema sa željeznim jezgrama. Kada je talasni oblik do određene mjere iskrivljen, vršni talas velike amplitude će povećati intenzitet djelimičnog pražnjenja. U uslovima tako visoke potrošnje lako je smanjiti vijek trajanja električne opreme.

(2) Motor može uzrokovati mehaničke vibracije. Pod utjecajem harmonijskih struja, rotirajuće magnetsko polje motora će proizvesti pulsirajući moment koji može uzrokovati vibracije motora. Pod utjecajem prirodne frekvencije motora, ova vrsta vibracija može lako uzrokovati štetnije mehaničke vibracije, čime se ugrožava kvalitet električne opreme, pa čak i ljudski životi.

(3) Smetnje računarskoj opremi i drugim uređajima za automatsko upravljanje. U normalnim okolnostima, oprema za automatsko upravljanje i drugi srodni sistemi automatskog upravljanja dizajnirani su na osnovu normalne struje i napona opterećenja. Kada se generiraju harmonici, sistem automatskog upravljanja ne uzima u obzir ovaj faktor utjecaja, što olakšava smetnje i utiče na performanse njegove kontrolne funkcije. Kada je stepen zagađenja harmonicima velik, moguće je promijeniti i radne procedure sistema automatskog upravljanja, uzrokujući da daje pogrešne upute. Ovakav utjecaj će ozbiljno uticati na stvarnu proizvodnju i rad, pa čak i uzrokovati nepovratne sigurnosne nesreće.