Elektrik sistemlerinde harmonik fenomenler: nedenler, etkiler ve riskler

HarmonicsElektrik sistemlerinde kritik ancak sıklıkla gözden kaçan bir fenomendir. Temel frekansın (örn. 50 Hz veya 60 Hz) tamsayı katları olan frekanslarda meydana gelen ideal sinüzoidal voltaj veya akımın dalga formunun bozulmalarını temsil ederler. Harmonikler modern güç sistemlerinin doğasında olsa da, kontrolsüz varlıkları ciddi operasyonel ve finansal sonuçlara yol açabilir. Bu makale nedenlerini, etkilerini ve risklerini araştıracaktır.

Harmoniklere ne sebep olur?

HarmonicsÖncelikle doğrusal olmayan yüklerden kaynaklanır - akımın sinüzoidal voltaj dalga formu ile hizalanmadığı sapmalar. Yaygın örnekler şunları içerir:

Endüstriyel motorlarda değişken frekans sürücüleri (VFD'ler), anahtar modu güç kaynakları (örn. Bilgisayarlar, sunucular, LED aydınlatma), yenilenebilir enerji invertörleri (güneş/rüzgar sistemleri), kesintisiz güç kaynakları (UPS) ve elektrikli araç şarj istasyonları. Bu yükler, akımın pürüzsüz akışını bozar, çarpık dalga formları üretir. Örneğin, bir VFD, sürekli bir sinüs dalgası yerine kısa darbelerde akım çekebilir, bu da 3. (150 Hz), 5. (250 Hz) veya 7. (350 Hz) harmonikler gibi harmoniklerle sonuçlanabilir.

Harmoniklerin etkileri nelerdir?  

Harmonikler güç kalitesini bozar ve güç altyapısına önemli gizli maliyetler uygular:  

Harmonikler enerji kayıplarına ve artan maliyetlere neden olur. Örneğin, beşinci dereceden harmonik akımlar dağıtım sistemlerinde% 15'e kadar ilave enerji atığı ile sonuçlanabilir (ABD Enerji Araştırmaları Bakanlığı). Bu verimsizlik daha yüksek elektrik faturalarına yol açabilir.  

Harmonik akımlar girdap akımları ve histerezis kayıpları ürettiğinden, aşırı ısınmaya yol açtığı için ekipman hasarına ve düşük ömrüne neden olabilir. Yüksek harmonik ortamlarda çalışan transformatörler, nominal ömrlerinden% 30-50 daha hızlı başarısız olabilir. Ek olarak, harmonikler rezonansa neden olabilir, bu da kapasitör aşırı yüklenmesine ve potansiyel patlamalara veya yangınlara yol açabilir. Ayrıca, üç fazlı sistemlerde, üçüncü dereceden harmonikler (3., 9, vb.) Nötr çizgi üzerinde birikir ve potansiyel olarak aşırı ısınmasına neden olur.  

Harmonikler ayrıca, özellikle tıbbi cihazlar, laboratuvar enstrümanları veya temiz güce dayanan veri merkezi sunucuları gibi hassas ekipmanlarda operasyonel aksamalara neden olabilir. Harmoniklerin neden olduğu voltaj bozulması, ekipman arızasına, veri bozulmasına veya planlanmamış kesinti süresine neden olabilir.

Harmoniklerle ilişkili uyum ve güvenlik riskleri de kritiktir. IEEE 519-2022 gibi standartlarda belirtilen harmonik sınırların aşılması düzenleyici para cezalarına neden olabilir. Ayrıca, ekipman aşırı ısınma yangın tehlikeleri ve güvenlik riskleri yaratabilir.

Profesyonel bir üretici ve tedarikçi olarak yüksek kaliteli ürünler sunuyoruz. Ürünlerimizle ilgileniyorsanız veya herhangi bir sorunuz varsa, lütfenbize Ulaşın.