02/63532691 dtw@dtw.sk

Spätný vplyv vyšších harmonických

Vplyv na prístroje a systémy malých výkonov

Harmonické skreslenie môže spôsobovať:

  • nesprávnu funkčnosť niektorých spotrebičov využívajúcich napájacie napätie ako referenčné na generovanie riadiacich impulzov polovodičov, alebo ako časovú základňu na synchronizáciu niektorých systémov.
  • rušenie spôsobené elektromagnetickým poľom. V prípadoch križovania alebo priblíženia sa trás vedení prenosu dát s výkonovými vedeniami, ktorými pretekajú neharmonické prúdy sa môžu indukovať prúdy a uzatvárať v dátových vedeniach od výkonových vedení, ktoré môžu spôsobovať poruchy zariadení, ku ktorým sú pripojené.
  • uzatváranie sa prúdov vyšších harmonických cez pracovný vodič N (neutrál, nulový alebo nulový pracovný vodič) spôsobuje úbytok napätia v týchto vodičoch. V prípade sústavy TN-C nie sú zariadenia na rovnakom potenciály (ochranný vodič PEN), čo môže v nemalej miere rušiť prenos informácií medzi „inteligentnými“ zariadeniami. Navyše sa prúd uzatvára cez kovové konštrukcie budovy a vytvára rušiace elektromagnetické polia.

 

Vplyv na kondenzátory

Impedancia kondenzátorov sa znižuje so zvyšujúcou sa frekvenciou. Ak je napätie skreslené, tečie kompenzačnými kondenzátormi relatívne vysoký prúd vyšších harmonických, ktorý zvyšuje straty v kondenzátoroch a spôsobuje ich prehrievanie. Ďalej prítomnosť indukčností (reaktorov) na iných miestach inštalácie zvyšuje riziko rezonancie s kondenzátormi, ktorá môže spôsobiť amplitúdu vyšších harmonických v kondenzátoroch. V praxi by nikdy nemali byť kondenzátory pripojené v sieťach s koeficientom harmonického skreslenia napätia vyšším ako 8 %.

Vplyv na transformátory

Vyššie harmonické spôsobujú dodatočné straty v transformátoroch:

  • Joulove straty vo vedeniach, vznik skin efektu,
  • straty spôsobené hysteréznymi a vírivými prúdmi v magnetických obvodoch. So vzatím týchto strát do úvahy je štandardizovaný vzorec na výpočet činiteľa odľahčenia k pre transformátor.

 kde 

Napríklad pre H5=25 %; H7=14 %; H11=9 %; H13= 8 %, je činiteľ odľahčenia 0,91.

Vplyv na striedavé generátory

Rovnako ako pre transformátory, tak aj v striedavých generátoroch spôsobujú vyššie harmonické prídavné straty vo vinutiach a v magnetických obvodoch. Ďalej harmonické vytvárajú impulzné momenty, ktoré generujú vibrácie a dodatočné ohrievanie tlmiacich vinutí. Napokon skratová rázová reaktancia generátora (v porovnaním s percentuálnym napätím transformátora nakrátko – ek, Ucc) je relatívne vysoká a koeficient harmonického skreslenia napätia sa rýchlo zvyšuje so zvyšujúcim sa obsahom vyšších harmonických odoberaného prúdu.

 

Vplyv na výkonové vedenia a na stredný vodič

Vyššie harmonické spôsobujú dodatočné straty vo vodičoch spôsobené hlavne skin efektom.

Straty sú taktiež významnejšie v prípadoch, keď jednofázové záťaže odoberajú prúdy tretích harmonických a ich násobkov (napríklad výpočtová technika). Tieto prúdy tečú fázovým a navyše aj stredným vodičom N (v sústavách TN-S). Pri obsahu tretej harmonickej H3=75% v odoberanom prúde tečie cez stredný vodič 2,25 násobok prúdu základnej harmonickej fázového vodiča s frekvenciou 150 Hz. Prúd v každej fáze je len  násobkom základnej harmonickej. V prípadoch prítomnosti nelineárnych záťaží musí byť obzvlášť kladený dôraz na dimenzovanie stredného vodiča. Použitie napäťovej sústavy TN-C je v týchto prípadoch vylúčené.

Pozn.: Ak je celkový prúd vo fáze (z dôvodu H3 = 75% x H1) 1,25 násobkom základnej harmonickej, potom celkový zdanlivý výkon dodávaný zdrojom do takejto záťaže je zvýšený čím vzrastá energetická náročnosť objektu o 25 %. Ideálnym riešením na zníženie spotreby je kompenzácia vyšších harmonických (návratnosť cca 2 roky v spotrebe energie, nehovoriac o zvýšení životnosti zariadení pripojených do elektroinštalácie a vedenia.).

Pokračovaním používania tejto stránky súhlasíte s použitím cookies. viac informácií

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close