Analýza vplyvu harmonických v elektrickej energii

Zdroje harmonických

Existuje mnoho dôvodov na vznik harmonických, takže existuje relatívne veľa zdrojov a typy zariadení, ktoré sa s tým stretávajú, tiež vykazujú určité rozmanité charakteristiky. Medzi hlavné zdroje harmonických patria najmä transformátorové skupiny v elektrickej sieti, priemyselné elektrické oblúkové pece, väčšie jednofázové výkonové elektronické zariadenia a široká škála usmerňovacích zariadení a zariadení na reguláciu striedavého napätia.

Škodlivá analýza harmonických

Existencia harmonických v energetickej sústave je ekvivalentom zdroja znečistenia energetickej sústavy a objektom znečistenia je najmä elektromagnetické prostredie v energetickej sústave. Elektromagnetické prostredie ako dôležitá zložka prostredia energetickej sústavy vykazuje rôzne riziká pod vplyvom rôznych stupňov harmonických. Avšak aj táto najmenšia škodlivosť zníži prevádzkovú účinnosť elektrických zariadení a najzávažnejšie následky môžu viesť k narušeniu stabilnej a bezpečnej prevádzky energetickej sústavy a poškodeniu elektrických zariadení. Škody spôsobené generovaním harmonických zahŕňajú najmä tieto aspekty:

(1) Elektrické zariadenie sa abnormálne zahrieva pôsobením harmonických a dodatočné straty sú príliš veľké. Hoci je medzi množstvom harmonického prúdu a základným prúdom veľký rozdiel, prítomnosť harmonických zhorší skin efekt zariadenia a efektívny odpor sa počas snímania skin efektu zvýši. Pri niektorých špeciálnych zariadeniach, ako sú napríklad elektrické zariadenia so železnými jadrami, dochádza aj k veľkým stratám vírivými prúdmi a hysteréznym stratám. Keď je priebeh vlny do určitej miery skreslený, špičková vlna s veľkou amplitúdou zvýši intenzitu čiastočného výboja. Za takýchto podmienok vysokej spotreby je ľahké skrátiť životnosť elektrického zariadenia.

(2) Motor môže spôsobovať mechanické vibrácie. Pod vplyvom harmonických prúdov rotujúce magnetické pole motora vytvára pulzujúci krútiaci moment, ktorý môže spôsobiť vibrácie motora. Pod vplyvom vlastnej frekvencie motora môže tento druh vibrácií ľahko spôsobiť škodlivejšie mechanické vibrácie, čím ohrozí kvalitu elektrických zariadení a dokonca ohrozí ľudské životy.

(3) Rušenie počítačových zariadení a iných automatických riadiacich zariadení. Za normálnych okolností sú automatické riadiace zariadenia a iné súvisiace automatické riadiace systémy navrhnuté na základe normálneho prúdu a napätia pri zaťažení. Keď sa generujú harmonické, automatický riadiaci systém tento ovplyvňujúci faktor nezohľadňuje, čo uľahčuje rušenie ovplyvňovať výkon jeho riadiacej funkcie. Keď je stupeň znečistenia harmonickými vysoký, je tiež možné zmeniť prevádzkové postupy automatického riadiaceho systému, čo spôsobí, že bude generovať nesprávne pokyny. Tento druh vplyvu vážne ovplyvní samotnú výrobu a prevádzku a dokonca spôsobí nezvratné bezpečnostné nehody.