Analisis pengaruh harmonik dalam kuasa elektrik

Sumber harmonik

Terdapat banyak sebab untuk penjanaan harmonik, jadi terdapat banyak sumber, dan jenis peralatan yang terlibat juga menunjukkan ciri-ciri tertentu yang pelbagai. Antaranya, sumber utama harmonik terutamanya termasuk kumpulan transformer dalam grid kuasa, relau arka elektrik perindustrian, peranti elektronik kuasa fasa tunggal yang lebih besar, dan pelbagai peralatan penerus dan peralatan pengawal voltan AC.

Analisis harmonik yang berbahaya

Kewujudan harmonik dalam sistem kuasa adalah bersamaan dengan sumber pencemaran sistem kuasa, dan objek pencemaran terutamanya persekitaran elektromagnet dalam sistem kuasa. Sebagai komponen persekitaran penting sistem kuasa, persekitaran elektromagnet akan menunjukkan bahaya yang berbeza di bawah pengaruh darjah harmonik yang berbeza. Walau bagaimanapun, bahaya yang paling minimum ini juga akan mengurangkan kecekapan kerja peralatan elektrik, dan akibat yang paling serius boleh menyebabkan gangguan terhadap operasi sistem kuasa yang stabil dan selamat dan kerosakan pada peralatan elektrik. Kerosakan kepada penjanaan harmonik khususnya merangkumi aspek berikut:

(1) Peralatan elektrik mengalami pemanasan yang tidak normal di bawah tindakan harmonik, dan kerugian tambahan terlalu besar. Walaupun terdapat jurang yang besar antara jumlah arus harmonik dan arus asas, kehadiran harmonik akan memburukkan lagi kesan kulit peranti, dan rintangan berkesan akan meningkat dalam proses pengesanan kesan kulit. Bagi sesetengah peralatan khas, kehilangan arus pusar yang besar dan kehilangan histeresis juga akan berlaku, seperti peralatan elektrik dengan teras besi. Apabila bentuk gelombang diputarbelitkan pada tahap tertentu, gelombang puncak amplitud yang besar akan meningkatkan keamatan nyahcas separa. Di bawah keadaan penggunaan yang tinggi sedemikian, adalah mudah untuk mengurangkan hayat perkhidmatan peralatan elektrik.

(2) Motor boleh menyebabkan getaran mekanikal. Di bawah pengaruh arus harmonik, medan magnet berputar motor akan menghasilkan tork berdenyut yang boleh menyebabkan motor bergetar. Di bawah pengaruh frekuensi semula jadi motor, getaran jenis ini boleh menyebabkan getaran mekanikal yang lebih berbahaya dengan mudah, sekali gus membahayakan kualiti peralatan elektrik dan juga mengancam nyawa manusia.

(3) Gangguan terhadap peralatan komputer dan peranti kawalan automatik yang lain. Dalam keadaan biasa, peralatan kawalan automatik dan sistem kawalan automatik berkaitan yang lain direka bentuk berdasarkan arus biasa dan voltan yang dimuatkan. Apabila harmonik dijana, sistem kawalan automatik tidak mengambil kira faktor pengaruh ini, menjadikannya mudah. ​​Gangguan menjejaskan prestasi fungsi kawalannya. Apabila tahap pencemaran harmonik adalah besar, prosedur operasi sistem kawalan automatik juga boleh diubah, menyebabkannya menghasilkan panduan yang salah. Pengaruh seperti ini akan menjejaskan pengeluaran dan operasi sebenar dengan serius, malah menyebabkan kemalangan keselamatan yang tidak dapat dipulihkan.