Анализ влияния гармоник на электроэнергию

Источники гармоник

Причин возникновения гармоник много, поэтому источников довольно много, а типы задействованного оборудования также демонстрируют определенное разнообразие. Среди них основными источниками гармоник являются трансформаторные группы в электросетях, промышленные электродуговые печи, крупные однофазные силовые электронные устройства, а также широкий спектр выпрямительного оборудования и оборудования для регулирования переменного напряжения.

Вредный анализ гармоник

Наличие гармоник в энергосистеме эквивалентно источнику загрязнения энергосистемы, причем объектом загрязнения является, главным образом, электромагнитная среда в энергосистеме. Как важный компонент окружающей среды энергосистемы, электромагнитная среда будет проявлять различную опасность под воздействием гармоник различной степени. Однако даже наименьшая вредность может снизить эффективность работы электрооборудования, а наиболее серьезные последствия могут привести к нарушению стабильной и безопасной работы энергосистемы и повреждению электрооборудования. Вред от генерации гармоник включает в себя следующие аспекты:

(1) Электрооборудование аномально нагревается под действием гармоник, и дополнительные потери слишком велики. Хотя существует большой разрыв между величиной гармонического тока и основным током, наличие гармоник усугубляет скин-эффект устройства, и эффективное сопротивление увеличивается в процессе измерения скин-эффекта. Для некоторых специальных устройств, таких как электрооборудование с железными сердечниками, также возникают большие потери на вихревые токи и потери на гистерезис. Когда форма сигнала искажается до определенной степени, пиковая волна большой амплитуды увеличивает интенсивность частичного разряда. В таких условиях высокого потребления легко сократить срок службы электрооборудования.

(2) Двигатель может вызывать механическую вибрацию. Под воздействием гармонических токов вращающееся магнитное поле двигателя будет создавать пульсирующий момент, который может вызвать вибрацию двигателя. Под воздействием собственной частоты двигателя такая вибрация может легко вызвать более опасную механическую вибрацию, тем самым угрожая качеству электрооборудования и даже представляя угрозу для жизни людей.

(3) Помехи компьютерному оборудованию и другим автоматическим устройствам управления. В нормальных условиях автоматическое оборудование управления и другие связанные с ним автоматические системы управления проектируются на основе нормального тока и напряжения нагрузки. При генерации гармоник автоматическая система управления не учитывает этот влияющий фактор, что легко приводит к тому, что помехи влияют на эффективность ее функций управления. При высокой степени загрязнения гармониками также возможно изменение рабочих процедур автоматической системы управления, что приводит к неправильному управлению. Такое влияние серьезно сказывается на фактическом производстве и эксплуатации и может даже привести к необратимым авариям.