Какво ще се случи, когато хармоничното изкривяване достигне своя връх?
Sep 19, 2025| В една идеална енергийна система напрежението и токът трябва да бъдат перфектни и гладки синусоиди. В реалната електрическа мрежа обаче тя е пълна с различни нелинейни товари (като честотни преобразуватели, токоизправители, LED светлини, UPS захранвания и т.н.), които действат като груби „редактори“, изкривяват и отрязват гладките синусоиди, генерирайки голямо количество шум с честоти, които са цели кратни на основната честота - тези шумове се наричат хармоници.
Общото хармонично изкривяване (THD) е количествен индикатор, използван за измерване на степента на изкривяване на формата на вълната. Когато скоростта на THD внезапно се повиши до своя връх, това не е просто проста числена промяна; това показва, че цялата енергийна система е изправена пред-всеобхватна „буря на изкривяване“ с последствия, които са тежки и многостранни-.
1. Прякото въздействие върху енергийното оборудване и линии
⑴ Трансформатор и кабел: Хармоничните токове ще причинят значителен скин ефект и ефект на близост, което ще доведе до по-концентрирано протичане на тока върху повърхността на проводника, което ще доведе до увеличаване на ефективното съпротивление. В същото време високо{1}}честотните хармоници ще причинят допълнителна загуба на желязо в сърцевината. Увеличаването на съпротивлението и увеличаването на загубите заедно водят до рязко повишаване на температурата на трансформатора и кабела. В леки случаи това може да ускори стареенето на изолацията и да съкрати живота й; в тежки случаи може да причини повреда на изолацията и пожар. Трансформатор, работещ нормално при пълно натоварване на захранващата честота, може вече да е в състояние на силно претоварване в хармонична среда.
(2) Въртящи се машини (генератори/двигатели): Хармоничните токове, протичащи в двигателя, ще генерират обратно въртящо се магнитно поле, което води до спирачен момент, намалява ефективността на двигателя и причинява прегряване на намотките и механични вибрации. При генераторите хармоничното натоварване ще доведе до генериране на допълнителна топлина в ротора, което може да надвиши капацитета на техните охладителни системи, което води до повреда на ротора.
⑶ Кондензатори и устройства за компенсиране на реактивната мощност: Това е зоната, която е най-податлива на хармонични проблеми. Кондензаторите имат изключително нисък импеданс спрямо високо-честотни хармоници, поглъщайки голямо количество хармоничен ток, което може да доведе до силно свръхток. Още по-опасно е, че те могат да образуват паралелен резонанс с индуктивността на системата, усилвайки хармоничния ток няколко пъти или дори десетки пъти. Това може лесно да доведе до издухване на предпазителя на кондензатора, изпъкналост на кондензатора или дори експлозия, което прави шкафа за компенсиране на реактивната мощност неспособен да функционира правилно.