Analiza utjecaja harmonika u električnoj energiji

Izvori harmonika

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

Štetna analiza harmonika

Prisutnost harmonika u elektroenergetskom sustavu ekvivalentna je izvoru onečišćenja elektroenergetskog sustava, a objekt onečišćenja je uglavnom elektromagnetsko okruženje u elektroenergetskom sustavu. Kao važna komponenta okoliša elektroenergetskog sustava, elektromagnetsko okruženje će pokazivati ​​različite opasnosti pod utjecajem različitih stupnjeva harmonika. Međutim, i ta najmanja štetnost će smanjiti radnu učinkovitost električne opreme, a najozbiljnije posljedice mogu dovesti do narušavanja stabilnog i sigurnog rada elektroenergetskog sustava i oštećenja električne opreme. Šteta od stvaranja 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, prisutnost harmonika će pogoršati skin efekt uređaja, a efektivni otpor će se povećati u procesu osjećanja skin efekta. Kod neke posebne opreme, doći će i do velikih gubitaka vrtložnih struja i histereznog gubitka, kao što je električna oprema sa željeznim jezgrama. Kada je valni oblik do određene mjere iskrivljen, vršni val velike amplitude povećat će intenzitet djelomičnog pražnjenja. U uvjetima tako visoke potrošnje lako je smanjiti vijek trajanja električne opreme.

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

(3) Smetnje računalnoj opremi i drugim uređajima za automatsko upravljanje. U normalnim okolnostima, oprema za automatsko upravljanje i drugi srodni sustavi automatskog upravljanja projektirani su na temelju normalne struje i napona opterećenja. Kada se generiraju harmonici, sustav automatskog upravljanja ne uzima u obzir ovaj utjecajni faktor, što olakšava utjecaj smetnji na performanse njegove upravljačke funkcije. Kada je stupanj onečišćenja harmonicima velik, moguće je promijeniti i radne postupke sustava automatskog upravljanja, uzrokujući da daje pogrešne upute. Ovakav utjecaj ozbiljno će utjecati na stvarnu proizvodnju i rad, pa čak i uzrokovati nepovratne sigurnosne nesreće.