Nem szinuszos stressz
A nem szinuszos feszültség egy normalizált index, a GOST 13109-97 szabványnak megfelelően (az elektromos energia minőségi normái).
Az alábbi mutatók jellemzik:
- a feszültség szinuszos görbületének torzítási együtthatója;
- a feszültség n-edik harmonikus komponensének koefficiense.
A normák határain kívül eső indikátorok kimenetelének oka az elektromos energia különböző nemlineáris vevőinek használata, például:
- szelep átalakítók;
- elektromos áramellátás tirisztoros vezérléssel;
- ív- és indukciós elektromos kemencék;
- fénycsövek;
- ív és kontakt hegesztés;
- frekvenciaváltók;
- háztartási készülékek (számítógépek, televíziók, stb.).
Működés közben ezek az eszközök elfogyasztják az alapfrekvencia energiáját, amelyet nemcsak a hasznos munka és a fedél veszteségének elvégzésére használnak fel, hanem egy magasabb harmonikus komponensek áramlását is, amelyek "kiszabadulnak" a külső hálózathoz.
A nem-in-fúziós feszültség hatása a villamosenergia-fogyasztók munkájára.
A motoroknál a feszültség és az áram harmonikusok további veszteségeket okoznak a rotor tekercsekben, az állórész áramkörökben, valamint az állórész- és forgórészacélokban. Az örvényáramok és a felületi hatás miatt az állórész és a rotorvezetékek vesztesége nagyobb, mint az ohmos ellenállás. Az állórész és a rotor végső zónáiban a harmonikusok által okozott szivárgási áramok további veszteségeket okoznak. Mindez a gép teljes hőmérsékletének és a helyi túlmelegedésnek a növekedéséhez vezet, valószínűleg a rotorban, ami súlyos következményekhez vezethet. Azt is meg kell jegyezni, hogy a harmonikusok szuperpozíciójának bizonyos feltételei esetén a rotor mechanikus vibrációja bekövetkezhet.
A transzformátorokban a feszültség-harmonikusok növelik a veszteségeket a hiszterézis, az acél örvényáramainak és a tekercsekben bekövetkező veszteségeknek köszönhetően. Ezenkívül a szigetelés élettartama lerövidül. A tekercsek veszteségeinek növekedése a transzformátor transzformátor esetében a legfontosabb, mivel egy szűrő jelenléte, amely általában az AC oldalra csatlakozik, nem csökkenti a transzformátor áramának harmonikusát. Ezenkívül a transzformátor tartály helyi túlmelegedése is lehetséges.
A kondenzátor bankokban az aktuális harmonikusok további energiaveszteséghez is vezetnek. Ennek következtében a kondenzátor további melegítése megtörténik, ami az utóbbi meghibásodásához vezethet. A kondenzátor kárt okozhat a hálózat harmonikus rezonanciája esetén is.
A harmonikusok megzavarhatják a védelmi eszközök működését, vagy ronthatják teljesítményüket. A jogsértés jellege az eszköz elvétől függ. A leggyakoribbak a hamis pozitívumok, amelyek leginkább a védelmi rendszerek működésén alapulnak, az ellenállások mérésén alapulva.
A harmonikusok hatása az indukciós teljesítménymérésre és a mérőberendezésekre a mérések eredményeiben a hiba növekedését eredményezi.
Felelősségvállalási és kártérítési intézkedések
A GOST 13109-97 szerint a harmonikus torzítások szállítói nem lineáris terhelésűek. A feszültség inaktivitásának csökkentésére szolgáló módszerek három csoportra oszthatók:
- áramköri megoldások: a nem lineáris terhelés külön buszrendszerhez való hozzárendelése, a kapumód átalakítók csoportosítása a fázis-szorzási sémának megfelelően, nem lineáris terhelés egy nagyobb rövidzárlati teljesítményű rendszerhez;
- olyan berendezések használata, amelyek alacsonyabb harmonikusok, pl. "nem telített" transzformátorok és többfázisú kapuk átalakítói alacsonyabb szintű előállításával jellemezhetők;
- szűrőeszközök használata: párhuzamos keskeny sávú rezonancia szűrők, szűrőkompenzáló és szűrőszimmetrikus eszközök.
A magasabb harmonikusok hatása és szűrése
A modern félvezető technológiák fejlesztése egyre növekvő számú fogyasztót eredményez a tirisztorok és átalakítók által. Sajnos a konverterek növelik az induktív reaktív teljesítmény értékét, és rontják a jelenlegi görbe nem szinuszos alakját. A hálózati beavatkozás károsodáshoz és a berendezések és eszközök hibás befogadásához vezet.
Egy tipikus átalakítóáram a különféle szinuszos kompozit áramok átfedése. a fő hálózati frekvenciát és bizonyos számú ún. magasabb harmonikát (a háromfázisú hálózatban, elsősorban az 5., 7. és 11. sorrend harmonikáján).
Az AC hálózatok magasabb harmonikusokkal való szennyezése következtében a következő következményekkel járhat:
- a kondenzátorok élettartamának csökkenése
- a védőfelszerelések idő előtti aktiválása
- a számítógépek, a hajtómű meghajtók, a világítási eszközök és más érzékeny fogyasztók hibája vagy téves működése
A kondenzátorok áramának növelésével párhuzamosan, amely konstruktív intézkedésekkel szabályozható, kedvezőtlen esetekben rezonáns jelenségek keletkezhetnek a hálózatokban. A transzformátor és a hálózat kompenzációs kondenzátorai és induktivitása rezonáns áramkör. Ha egy ilyen áramkör természetes frekvenciája megegyezik a magasabb harmonikusok frekvenciájával, akkor jelentős túláramok és túlfeszültségek hatására oszcilláció lehetséges. Ez a rendszer újraindításához és az elektromos berendezések károsodásához vezet.
A reaktor (reaktor) csatlakoztatása a kondenzátorhoz a hálózat rezonanciafrekvenciájának csökkentése olyan értékre, amely a hálózat legalacsonyabb harmonikusának értéke alatt van. Ez megakadályozza a kondenzátorok és a hálózat közötti rezonanciát, és ezáltal a magasabb harmonikusok áramának növekedését. Ezenkívül az ilyen felvételnek szűrőhatása van, amelyben a feszültség torzulása csökken. Olyan esetekben ajánlott, ahol a magasabb harmonikusú hálózatot szennyező fogyasztók aránya meghaladja az összes hálózati fogyasztó 20% -át.
Magas harmonikus szűrő
A harmonikus áramoknál a szűrőkör nagyon alacsony impedanciájú. Ezért ezeknek az áramoknak a nagy része erre az áramkörre kerül. A kondenzátor rezonanciafrekvenciája, amely a fojtószeleppel sorosan kapcsolódik, mindig az 5. harmónia frekvenciája alá esik.