Harmonikų įtakos elektros energijai analizė

Harmonikų šaltiniai

Harmonikų susidarymo priežasčių yra daug, todėl yra gana daug šaltinių, o ir naudojamos įrangos tipai pasižymi tam tikromis skirtingomis savybėmis. Tarp jų pagrindiniai harmonikų šaltiniai daugiausia yra elektros tinklo transformatorių grupės, pramoninės elektros lanko krosnys, didesni vienfaziai galios elektronikos įtaisai ir platus lygintuvų įrangos bei kintamosios įtampos reguliavimo įrangos asortimentas.

Žalinga harmonikų analizė

Harmonikų egzistavimas elektros energijos sistemoje yra tolygus elektros energijos sistemos taršos šaltiniui, o taršos objektas daugiausia yra elektromagnetinė aplinka elektros energijos sistemoje. Elektromagnetinė aplinka, kaip svarbus elektros energijos sistemos aplinkos komponentas, esant skirtingo laipsnio harmonikoms, kels skirtingą pavojų. Tačiau net ir mažiausias kenksmingumas sumažins elektros įrangos veikimo efektyvumą, o rimčiausios pasekmės gali sutrikdyti stabilų ir saugų elektros energijos sistemos veikimą bei sugadinti elektros įrangą. Harmonikų generavimo žala apima šiuos aspektus:

(1) Elektros įranga neįprastai įkaista dėl harmonikų veikimo, todėl papildomi nuostoliai yra per dideli. Nors skirtumas tarp harmonikų srovės ir pagrindinės srovės yra didelis, harmonikų buvimas sustiprina įrenginio „skin“ efektą, o efektyvioji varža padidėja jutimo metu. Kai kuriems specialiems įrenginiams, pavyzdžiui, elektros įrenginiams su geležinėmis šerdimis, taip pat atsiranda dideli sūkurinių srovių ir histerezės nuostoliai. Kai bangos forma tam tikru mastu iškraipoma, didelės amplitudės piko banga padidina dalinio išlydžio intensyvumą. Esant tokioms didelėms sąnaudoms, lengva sutrumpinti elektros įrangos tarnavimo laiką.

(2) Variklis gali sukelti mechaninę vibraciją. Veikiamas harmoninių srovių, besisukantis variklio magnetinis laukas sukurs pulsuojantį sukimo momentą, kuris gali sukelti variklio vibraciją. Veikiant natūraliam variklio dažniui, tokia vibracija gali lengvai sukelti dar žalingesnę mechaninę vibraciją, taip pakenkdama elektros įrangos kokybei ir netgi keldama grėsmę žmonių gyvybėms.

(3) Kompiuterinės įrangos ir kitų automatinio valdymo įtaisų trikdžiai. Įprastomis aplinkybėmis automatinio valdymo įranga ir kitos susijusios automatinio valdymo sistemos yra projektuojamos pagal įprastą srovę ir apkrautą įtampą. Kai susidaro harmonikos, automatinė valdymo sistema neatsižvelgia į šį įtakos veiksnį, todėl trikdžiai lengvai veikia jos valdymo funkcijos veikimą. Kai harmonikų taršos laipsnis yra didelis, gali pasikeisti automatinės valdymo sistemos veikimo procedūros, dėl ko ji gali gauti neteisingą valdymą. Tokia įtaka gali rimtai paveikti faktinę gamybą ir veikimą ir netgi sukelti negrįžtamas saugos avarijas.