Elektrik enerjisinde harmoniklerin etkisinin analizi

Harmoniklerin kaynakları

Harmoniklerin oluşmasının birçok nedeni vardır, bu nedenle kaynakları da oldukça fazladır ve ilgili ekipman türleri de belirli çeşitlilik gösteren özellikler sergiler. Bunlar arasında, harmoniklerin ana kaynakları esas olarak elektrik şebekesindeki transformatör grupları, endüstriyel elektrik ark fırınları, büyük tek fazlı güç elektroniği cihazları ve çok çeşitli doğrultucu ekipmanları ve AC voltaj düzenleme ekipmanlarını içerir.

Harmoniklerin zararlı analizi

Güç sisteminde harmoniklerin varlığı, güç sisteminin kirlilik kaynağına eşdeğerdir ve kirlilik nesnesi esas olarak güç sistemindeki elektromanyetik ortamdır. Güç sisteminin önemli bir çevresel bileşeni olarak elektromanyetik ortam, farklı derecelerdeki harmoniklerin etkisi altında farklı tehlikeler gösterecektir. Bununla birlikte, bu en az zararlı durum bile elektrikli ekipmanların çalışma verimliliğini düşürecek ve en ciddi sonuçlar güç sisteminin istikrarlı ve güvenli çalışmasının bozulmasına ve elektrikli ekipmanlara zarar verilmesine yol açabilir. Harmonik oluşumunun zararları özellikle aşağıdaki hususları içermektedir:

(1) Elektrikli ekipman, harmoniklerin etkisi altında anormal şekilde ısınıyor ve ek kayıp çok büyük. Harmonik akım miktarı ile temel akım arasında büyük bir fark olmasına rağmen, harmoniklerin varlığı cihazın yüzey etkisini şiddetlendirecek ve yüzey etkisini algılama sürecinde etkin direnç artacaktır. Bazı özel ekipmanlarda, demir çekirdekli elektrikli ekipmanlar gibi, büyük girdap akımı kaybı ve histerezis kaybı da meydana gelecektir. Dalga formu belirli bir ölçüde bozulduğunda, büyük genlikli tepe dalgası kısmi deşarjın yoğunluğunu artıracaktır. Bu tür yüksek tüketim koşullarında, elektrikli ekipmanın hizmet ömrünün azalması kolaydır.

(2) Motor mekanik titreşime neden olabilir. Harmonik akımların etkisi altında, motorun dönen manyetik alanı, motorun titreşmesine neden olabilecek titreşimli tork üretecektir. Motorun doğal frekansının etkisi altında, bu tür titreşim daha zararlı mekanik titreşime kolayca neden olabilir, böylece elektrikli ekipmanın kalitesini tehlikeye atabilir ve hatta insanların hayatını tehdit edebilir.

(3) Bilgisayar ekipmanına ve diğer otomatik kontrol cihazlarına müdahale. Normal şartlar altında, otomatik kontrol ekipmanı ve diğer ilgili otomatik kontrol sistemleri normal akım ve yük gerilimine göre tasarlanır. Harmonikler oluştuğunda, otomatik kontrol sistemi bu etki faktörünü dikkate almaz ve bu da kontrol fonksiyonunun performansını kolayca etkiler. Harmoniklerin kirlilik derecesi yüksek olduğunda, otomatik kontrol sisteminin çalışma prosedürlerini değiştirmek ve yanlış yönlendirme üretmek de mümkündür. Bu tür bir etki, gerçek üretim ve işletmeyi ciddi şekilde etkiler ve hatta geri dönüşü olmayan güvenlik kazalarına neden olabilir.