Harmonísk fyrirbæri í rafkerfum: Orsakir, áhrif og áhætta

Harmonicseru mikilvæg en oft gleymast fyrirbæri í rafkerfum. Þeir tákna röskun á kjörnum sinusoidal bylgjulögun spennu eða straumi, sem eiga sér stað við tíðni sem eru heiltala margfeldi grundvallartíðni (t.d. 50 Hz eða 60 Hz). Þó að samhljóða feli í sér nútíma raforkukerfi, getur stjórnlaus viðvera þeirra leitt til alvarlegra rekstrar- og fjárhagslegra afleiðinga. Þessi grein mun kanna orsakir þeirra, áhrif og áhættu.

Hvað veldur samhljómum?

HarmonicsUppruna fyrst og fremst frá ólínulegu álagi - deilum þar sem straumurinn er ekki í takt við sinusoidal spennu bylgjulögun. Algeng dæmi eru:

Breytileg tíðni drif (VFD) í iðnaðarmótorum, orkubirgðir rofa (t.d. tölvur, netþjónar, LED lýsing), endurnýjanleg orka hvirfil (sól/vindkerfi), órjúfanlegt aflgjafa (UPS) og hleðslustöðvar rafknúinna ökutækja. Þetta álag raskar sléttu straumi straumsins og framleiðir brenglaða bylgjuform. Til dæmis getur VFD dregið straum í stuttum púlsum frekar en stöðugri sinusbylgju, sem leiðir til samhljóða eins og 3. (150 Hz), 5. (250 Hz) eða 7. (350 Hz) harmonik.

Hver eru áhrif samhljóða?  

Harmonics rýrna aflgæði og leggja verulegan falinn kostnað á orkuinnviði:  

Harmonics veldur orkutapi og auknum kostnaði. Sem dæmi má nefna að fimmta röð harmonískra strauma getur leitt til allt að 15% viðbótar orkuúrgangs í dreifikerfum (U.S. Department of Energy Research). Þessi óhagkvæmni getur leitt til hærri rafmagnsreikninga.  

Það getur valdið skemmdum á búnaði og minni líftíma, þar sem harmonískir straumar mynda hvirfilstrauma og tap á móðursýki, sem leiðir til ofhitunar. Transformers sem starfa í há-harmonic umhverfi geta mistekist 30–50% hraðar en metinn líftími þeirra. Að auki geta harmonik valdið ómun, sem leiðir til ofhleðslu þétti og hugsanlegar sprengingar eða eldsvoða. Ennfremur, í þriggja fasa kerfum, safnaðist þriðja röð samhljóða (3., 9. osfrv.) Á hlutlausu línunni og getur hugsanlega valdið því að ofhitna.  

Harmonics getur einnig valdið truflunum í rekstri, sérstaklega í viðkvæmum búnaði eins og lækningatækjum, rannsóknarstofutækjum eða netþjónum sem treysta á hreinan kraft. Spenna röskun af völdum samhljóða getur leitt til bilunar í búnaði, spillingu gagna eða óáætluð niður í miðbæ.

Fylgni og öryggisáhætta í tengslum við samhljóða er einnig mikilvæg. Umfram samhljómmörk sem tilgreind eru í stöðlum eins og IEEE 519-2022 geta leitt til sektar reglugerða. Að auki getur ofhitnun búnaðar skapað eldhættu og öryggisáhættu.

Sem faglegur framleiðandi og birgir veitum við hágæða vörur. Ef þú hefur áhuga á vörum okkar eða hefur einhverjar spurningar, vinsamlegast ekki hika viðHafðu samband.