Analýza vlivu harmonických v elektrické energii

Zdroje harmonických

Existuje mnoho důvodů pro vznik harmonických, takže existuje relativně mnoho zdrojů a typy zařízení, která se s nimi dělí, také vykazují určité rozmanité charakteristiky. Mezi hlavní zdroje harmonických patří zejména transformátorové skupiny v elektrické síti, průmyslové elektrické obloukové pece, větší jednofázová výkonová elektronická zařízení a široká škála usměrňovačů a zařízení pro regulaci střídavého napětí.

Škodlivá analýza harmonických

Existence harmonických v energetické soustavě je ekvivalentní zdroji znečištění energetické soustavy a objektem znečištění je především elektromagnetické prostředí v energetické soustavě. Elektromagnetické prostředí, jakožto důležitá složka energetické soustavy, vykazuje různá rizika pod vlivem různých stupňů harmonických. I tato nejmenší škodlivost však také snižuje provozní účinnost elektrických zařízení a nejzávažnější následky mohou vést k narušení stabilního a bezpečného provozu energetické soustavy a poškození elektrických zařízení. Škody způsobené generováním harmonických zahrnují zejména následující aspekty:

(1) Elektrické zařízení se abnormálně zahřívá působením harmonických složek a dodatečné ztráty jsou příliš velké. Přestože mezi množstvím harmonického proudu a základním proudem je velký rozdíl, přítomnost harmonických složek zhoršuje skin-efekt zařízení a efektivní odpor se při snímání skin-efektu zvyšuje. U některých speciálních zařízení dochází také k velkým ztrátám vířivými proudy a hysterezním ztrátám, například u elektrických zařízení s železnými jádry. Pokud je tvar vlny do určité míry zkreslen, špičková vlna s velkou amplitudou zvýší intenzitu částečného výboje. Za takových podmínek vysoké spotřeby je snadné zkrátit životnost elektrického zařízení.

(2) Motor může způsobovat mechanické vibrace. Pod vlivem harmonických proudů bude rotující magnetické pole motoru vytvářet pulzující moment, který může způsobit vibrace motoru. Pod vlivem vlastní frekvence motoru může tento druh vibrací snadno způsobit škodlivější mechanické vibrace, a tím ohrozit kvalitu elektrických zařízení a dokonce i lidské životy.

(3) Rušení počítačového vybavení a dalších automatických řídicích zařízení. Za normálních okolností jsou automatická řídicí zařízení a další související automatické řídicí systémy navrženy na základě normálního proudu a zatěžovacího napětí. Pokud se generují harmonické, automatický řídicí systém tento ovlivňující faktor nezohledňuje, což usnadňuje rušení a ovlivňuje výkon jeho řídicí funkce. Pokud je stupeň znečištění harmonickými velký, je také možné změnit provozní postupy automatického řídicího systému, což způsobí, že bude generovat nesprávné pokyny. Tento druh vlivu vážně ovlivní samotnou výrobu a provoz a dokonce způsobí nevratné bezpečnostní nehody.