Čo sa stane, keď harmonické skreslenie dosiahne svoj vrchol?

V ideálnom systéme napájania by napätie a prúd mali byť dokonalé a hladké sínusové vlny. V reálnej rozvodnej sieti je však naplnená rôznymi nelineárnymi záťažami (ako sú frekvenčné meniče, usmerňovače, LED svetlá, zdroje UPS atď.), ktoré fungujú ako hrubé „editory“, skresľujú a strihajú hladké sínusové vlny, pričom generujú veľké množstvo šumu s frekvenciami, ktoré sú celočíselnými násobkami základnej frekvencie -, tieto zvuky sa nazývajú harmonické.

Celkové harmonické skreslenie (THD) je kvantitatívny indikátor používaný na meranie stupňa skreslenia tvaru vlny. Keď miera THD náhle stúpne na svoj vrchol, nejde len o jednoduchú číselnú zmenu; naznačuje, že celý energetický systém čelí všestrannej-deformačnej búrke s vážnymi a mnohostrannými{2}}dôsledkami.

1. Priamy vplyv na energetické zariadenia a vedenia

⑴ Transformátor a kábel: Harmonické prúdy spôsobia výrazný efekt pokožky a efekt priblíženia, čo spôsobí, že prúd bude prúdiť koncentrovanejšie na povrchu vodiča, čo vedie k zvýšeniu efektívneho odporu. Vysoko-frekvenčné harmonické zároveň spôsobia dodatočné straty železa v jadre. Zvýšenie odporu a zvýšenie straty spoločne vedú k prudkému zvýšeniu teploty transformátora a kábla. V miernych prípadoch to môže urýchliť starnutie izolácie a skrátiť životnosť; v závažných prípadoch môže spôsobiť poruchu izolácie a požiar. Transformátor pracujúci normálne pri plnom zaťažení pri výkonovej frekvencii už môže byť v harmonickom prostredí v silne preťaženom stave.

(2) Rotujúce stroje (generátory/motory): Harmonické prúdy prúdiace do motora budú generovať reverzné rotujúce magnetické pole, čo má za následok brzdný moment, znižuje účinnosť motora a spôsobuje prehrievanie vinutí a mechanické vibrácie. V prípade generátorov harmonická záťaž spôsobí generovanie dodatočného tepla v rotore, ktoré môže prekročiť kapacitu ich chladiacich systémov, čo vedie k poškodeniu rotora.

⑶ Kondenzátory a zariadenia na kompenzáciu jalového výkonu: Toto je oblasť najviac náchylná na problémy s harmonickými. Kondenzátory majú extrémne nízku impedanciu voči vysoko-frekvenčným harmonickým, absorbujú veľké množstvo harmonického prúdu, čo môže viesť k silnému nadprúdu. Ešte nebezpečnejšie je, že môžu vytvárať paralelnú rezonanciu so systémovou indukčnosťou, čím sa harmonický prúd niekoľkokrát alebo dokonca niekoľkonásobne zosilní. To môže ľahko spôsobiť prasknutie poistky kondenzátora, vydutie alebo dokonca výbuch kondenzátora, čo spôsobí, že skriňa na kompenzáciu jalového výkonu nebude schopná správne fungovať.