Аналіз впливу гармонік в електроенергії

Джерела гармонік

Існує багато причин виникнення гармонік, тому джерела відносно численні, а типи обладнання, що використовується, також демонструють певні різноманітні характеристики. Серед них основними джерелами гармонік є переважно трансформаторні групи в енергомережі, промислові дугові печі, великі однофазні силові електронні пристрої, а також широкий спектр випрямного обладнання та обладнання для регулювання змінної напруги.

Шкідливий аналіз гармонік

Існування гармонік в енергосистемі еквівалентне джерелу забруднення енергосистеми, а об'єктом забруднення є головним чином електромагнітне середовище в енергосистемі. Як важливий компонент навколишнього середовища енергосистеми, електромагнітне середовище демонструватиме різні небезпеки під впливом різного ступеня гармонік. Однак, навіть найменша шкідливість також знижує ефективність роботи електрообладнання, а найсерйозніші наслідки можуть призвести до порушення стабільної та безпечної роботи енергосистеми та пошкодження електрообладнання. Шкода від генерації гармонік включає, зокрема, такі аспекти:

(1) Електрообладнання аномально нагрівається під дією гармонік, і додаткові втрати є занадто великими. Хоча між величиною струму гармонік і струмом основної частоти існує велика різниця, присутність гармонік посилює скін-ефект пристрою, і ефективний опір збільшується в процесі сприйняття скін-ефекту. Для деякого спеціального обладнання також виникають великі втрати на вихрові струми та гістерезис, наприклад, для електрообладнання із залізними осердями. Коли форма хвилі певною мірою спотворюється, пікова хвиля великої амплітуди збільшує інтенсивність часткового розряду. За таких умов високого споживання легко скоротити термін служби електрообладнання.

(2) Двигун може спричиняти механічну вібрацію. Під впливом гармонійних струмів обертове магнітне поле двигуна створюватиме пульсуючий крутний момент, який може спричинити вібрацію двигуна. Під впливом власної частоти двигуна такий вид вібрації може легко спричинити більш шкідливу механічну вібрацію, тим самим погіршуючи якість електрообладнання та навіть загрожуючи життю людей.

(3) Перешкоди для комп'ютерного обладнання та інших пристроїв автоматичного керування. За нормальних обставин обладнання автоматичного керування та інші пов'язані з ним системи автоматичного керування проектуються на основі нормального струму та напруги навантаження. Коли генеруються гармоніки, система автоматичного керування не враховує цей фактор впливу, що полегшує вплив перешкод на виконання її функції керування. Коли ступінь забруднення гармоніками великий, також можливо змінити робочі процедури системи автоматичного керування, що призведе до видачі невірних налаштувань. Такий вплив серйозно вплине на фактичне виробництво та експлуатацію, і навіть спричинить незворотні аварії.