Ανάλυση της επίδρασης των αρμονικών στην ηλεκτρική ισχύ

Πηγές αρμονικών

Υπάρχουν πολλοί λόγοι για τη δημιουργία αρμονικών, επομένως υπάρχουν σχετικά πολλές πηγές και οι τύποι εξοπλισμού που εμπλέκονται παρουσιάζουν επίσης ορισμένα διαφοροποιημένα χαρακτηριστικά. Μεταξύ αυτών, οι κύριες πηγές αρμονικών περιλαμβάνουν κυρίως ομάδες μετασχηματιστών στο δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας, βιομηχανικούς ηλεκτρικούς φούρνους τόξου, μεγαλύτερες μονοφασικές ηλεκτρονικές συσκευές ισχύος και ένα ευρύ φάσμα εξοπλισμού ανορθωτή και εξοπλισμού ρύθμισης τάσης AC.

Επιβλαβής ανάλυση αρμονικών

Η ύπαρξη αρμονικών στο σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας ισοδυναμεί με την πηγή ρύπανσης του συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας και το αντικείμενο ρύπανσης είναι κυρίως το ηλεκτρομαγνητικό περιβάλλον στο σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας. Ως σημαντικό περιβαλλοντικό στοιχείο του συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας, το ηλεκτρομαγνητικό περιβάλλον θα παρουσιάσει διαφορετικούς κινδύνους υπό την επίδραση διαφορετικών βαθμών αρμονικών. Ωστόσο, αυτή η ελάχιστη βλαπτικότητα θα μειώσει επίσης την απόδοση λειτουργίας του ηλεκτρικού εξοπλισμού και οι πιο σοβαρές συνέπειες μπορεί να οδηγήσουν σε παραβίαση της σταθερής και ασφαλούς λειτουργίας του συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας και σε ζημιά στον ηλεκτρικό εξοπλισμό. Η βλάβη στην παραγωγή αρμονικών περιλαμβάνει συγκεκριμένα τις ακόλουθες πτυχές:

(1) Ο ηλεκτρικός εξοπλισμός θερμαίνεται ασυνήθιστα υπό την επίδραση αρμονικών και η πρόσθετη απώλεια είναι πολύ μεγάλη. Παρόλο που υπάρχει μεγάλο κενό μεταξύ της ποσότητας του αρμονικού ρεύματος και του βασικού ρεύματος, η παρουσία αρμονικών θα επιδεινώσει το φαινόμενο του δέρματος της συσκευής και η αποτελεσματική αντίσταση θα αυξηθεί κατά τη διαδικασία ανίχνευσης του φαινομένου του δέρματος. Για ορισμένους ειδικούς εξοπλισμούς, θα παρατηρηθούν επίσης μεγάλες απώλειες δινορρευμάτων και απώλειες υστέρησης, όπως ηλεκτρικός εξοπλισμός με πυρήνες σιδήρου. Όταν η κυματομορφή παραμορφώνεται σε κάποιο βαθμό, ένα κύμα κορυφής μεγάλου πλάτους θα αυξήσει την ένταση της μερικής εκφόρτισης. Υπό τέτοιες συνθήκες υψηλής κατανάλωσης, είναι εύκολο να μειωθεί η διάρκεια ζωής του ηλεκτρικού εξοπλισμού.

(2) Ο κινητήρας μπορεί να προκαλέσει μηχανικούς κραδασμούς. Υπό την επίδραση αρμονικών ρευμάτων, το περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο του κινητήρα θα παράγει παλμική ροπή που μπορεί να προκαλέσει δόνηση του κινητήρα. Υπό την επίδραση της ιδιοσυχνότητας του κινητήρα, αυτό το είδος κραδασμού μπορεί εύκολα να προκαλέσει πιο επιβλαβείς μηχανικούς κραδασμούς, θέτοντας έτσι σε κίνδυνο την ποιότητα του ηλεκτρικού εξοπλισμού και απειλώντας ακόμη και τη ζωή ανθρώπων.

(3) Παρεμβολές σε εξοπλισμό υπολογιστών και άλλες συσκευές αυτόματου ελέγχου. Υπό κανονικές συνθήκες, ο εξοπλισμός αυτόματου ελέγχου και άλλα σχετικά συστήματα αυτόματου ελέγχου σχεδιάζονται με βάση το κανονικό ρεύμα και την τάση φορτίου. Όταν παράγονται αρμονικές, το σύστημα αυτόματου ελέγχου δεν λαμβάνει υπόψη αυτόν τον παράγοντα επιρροής, γεγονός που καθιστά εύκολη την επίδραση των παρεμβολών στην απόδοση της λειτουργίας ελέγχου του. Όταν ο βαθμός ρύπανσης των αρμονικών είναι μεγάλος, είναι επίσης δυνατό να αλλάξουν οι διαδικασίες λειτουργίας του συστήματος αυτόματου ελέγχου, με αποτέλεσμα να παράγει λανθασμένη καθοδήγηση. Αυτό το είδος επιρροής θα επηρεάσει σοβαρά την πραγματική παραγωγή και λειτουργία, ακόμη και θα προκαλέσει μη αναστρέψιμα ατυχήματα ασφαλείας.