Analyse van de invloed van harmonischen op elektrische energie

Bronnen van harmonischen

Er zijn veel oorzaken voor het ontstaan ​​van harmonischen, waardoor er relatief veel bronnen zijn en de betrokken apparatuur ook uiteenlopende kenmerken vertoont. De belangrijkste bronnen van harmonischen zijn onder andere transformatoren in het elektriciteitsnet, industriële vlamboogovens, grotere eenfasige vermogenselektronica en een breed scala aan gelijkrichters en wisselspanningsregelaars.

Schadelijke analyse van harmonischen

De aanwezigheid van harmonischen in het elektriciteitsnet is gelijk aan een bron van vervuiling in dat net, waarbij het object van vervuiling voornamelijk de elektromagnetische omgeving in het net is. Als belangrijke omgevingscomponent van het elektriciteitsnet vertoont de elektromagnetische omgeving verschillende gevaren onder invloed van verschillende harmonischen. Zelfs de kleinste schadelijke gevolgen kunnen de efficiëntie van elektrische apparatuur verminderen, en in de ernstigste gevallen kunnen de stabiele en veilige werking van het elektriciteitsnet worden verstoord en kan er schade aan de elektrische apparatuur ontstaan. De schade door harmonische generatie omvat specifiek de volgende aspecten:

(1) De elektrische apparatuur warmt abnormaal op onder invloed van harmonischen, en het extra verlies is te groot. Hoewel er een groot verschil is tussen de hoeveelheid harmonische stroom en de fundamentele stroom, zal de aanwezigheid van harmonischen het skineffect van het apparaat verergeren, waardoor de effectieve weerstand toeneemt tijdens het detecteren van het skineffect. Bij sommige speciale apparatuur, zoals elektrische apparatuur met ijzeren kernen, treden ook grote wervelstroomverliezen en hysteresisverliezen op. Wanneer de golfvorm tot op zekere hoogte vervormd is, zal een piekgolf met grote amplitude de intensiteit van de partiële ontlading verhogen. Onder dergelijke omstandigheden met een hoog verbruik kan de levensduur van elektrische apparatuur gemakkelijk worden verkort.

(2) De motor kan mechanische trillingen veroorzaken. Onder invloed van harmonische stromen produceert het roterende magnetische veld van de motor een pulserend koppel dat de motor kan laten trillen. Onder invloed van de eigenfrequentie van de motor kan dit soort trillingen gemakkelijk leiden tot schadelijkere mechanische trillingen, waardoor de kwaliteit van elektrische apparatuur in gevaar komt en zelfs mensenlevens bedreigd kunnen worden.

(3) Interferentie met computerapparatuur en andere automatische regelapparaten. Onder normale omstandigheden zijn automatische regelapparatuur en andere gerelateerde automatische regelsystemen ontworpen op basis van normale stroom en belastingsspanning. Wanneer harmonischen worden gegenereerd, houdt het automatische regelsysteem geen rekening met deze beïnvloedende factor, waardoor interferentie de prestaties van de regelfunctie kan beïnvloeden. Wanneer de mate van harmonischenvervuiling groot is, kan dit ook de werkingsprocedures van het automatische regelsysteem veranderen, waardoor het onjuiste instructies geeft. Dit soort invloed kan de daadwerkelijke productie en bedrijfsvoering ernstig beïnvloeden en zelfs onomkeerbare veiligheidsincidenten veroorzaken.