Die Auswirkungen von Harmonischen auf elektrische Systeme
Das Verständnis der Auswirkungen von Harmonischen auf elektrische Systeme ist sehr hilfreich, um die Dinge reibungslos und sicher laufen zu lassen.Harmonische sind Veränderungen in der elektrischen Welle, die verschiedene Probleme wie zu viel Wärme, das Abbau von Geräten und weniger Effizienz verursachen können.Dieser Artikel erläutert die verschiedenen Arten von Harmonischen, was sie verursacht, und die Probleme, die sie in Stromversorgungssystemen in Branchen und Unternehmen verursachen können.Wir werden auch nach Möglichkeiten suchen, diese Probleme zu beheben, z.Unser Ziel ist es, einen klaren und einfachen Leitfaden zur effektiven Verwaltung von Harmonischen in elektrischen Systemen zu bieten.Katalog
Abbildung 1: Harmonische
Harmonische im Krafteting verstehen
Harmonische sind Strömungen oder Spannungen bei höheren Frequenzen, die mehrfach der Grundfrequenz sind.Sie können Probleme wie verzerrte Wellenformen, zusätzliche Erwärmung und geringere Effizienz bei elektrischen Geräten verursachen.Ungewöhnliche Harmonische, die bei ungeraden Vielfachen der Grundfrequenz auftreten, erhöhen Verzerrungen und Erwärmung.Selbst Harmonische, die auch bei mehreren Multiplikaten der Grundfrequenz auftreten, können dazu führen, dass Transformatoren überhitzen.Dreifachharmonische Harmonische, bei denen es sich um eine bestimmte Art von ungeraden Harmonischen handelt, können neutrale Drähte überlasten und auch zu Überhitzung von Transformatoren führen.
Harmonische können in drei Typen unterteilt werden: positive, negative und null Sequenzen.Positive Sequenz -Harmonische verleihen dem System zusätzliche Wärme.Negative Sequenzharmonische verringern die Leistung von Motoren und erhöhen die Wärme.Null Sequenz -Harmonische verursachen Erwärmung in den neutralen Drähten.Die Gesamtharmonische Verzerrung (THD) ist ein Maß für die Auswirkungen von Harmonischen, wobei höhere Werte mehr Verzerrungen zeigen.
In industriellen Umgebungen erzeugen Geräte wie variable Frequenz -Laufwerke viel Verzerrung.Um diese Probleme zu reduzieren, können wir Filter und spezielle Transformatoren verwenden, um ein hohes Maß an Harmonischen zu bewältigen.Durch die regelmäßige Überprüfung der Qualitätsqualität hilft es, harmonische Probleme zu finden und zu beheben, und sorgt für die Einhaltung der IEEE 519 -Standards.Fortgeschrittene Tools können bis zu 511. Harmonic messen, um diese Probleme effektiv zu verwalten.
Arten von Harmonischen
Seltsame Harmonische
Abbildung 2: ungerade Harmonische
Seltsame Harmonische sind Harmonische, die einen seltsamen Vielfachen der Hauptfrequenz sind, wie die 3., 5. und 7. Harmonische.Diese Harmonischen können große Probleme in Kraftsystemen verursachen, da sie elektrische Geräte schädigen und dazu bringen, schlecht zu arbeiten.Wenn merkwürdige Harmonische vorhanden sind, erhöhen sie die Widerstandsverluste und Wirbelstromverluste bei Transformatoren.Widerstandsverluste, auch I²R -Verluste genannt, treten auf, weil die harmonischen Ströme die Leiter mehr erhitzen.Diese zusätzliche Heizung ist auf die Leistung als Wärme aufgrund des Widerstands in den Leitern zurückzuführen.Wirbelstromverluste treten auf, wenn induzierte Ströme innerhalb des Kerns des Transformators fließen und auch Wärme erzeugen.Das Vorhandensein von Harmonischen wird diese Effekte verschlimmert, da der Transformatorkern mit höheren Frequenzmagnetfeldern ausgesetzt ist und mehr Wirbelströme und mehr Wärme erzeugt.
Ein hohes Maß an seltsamen Harmonischen kann stark beeinflussen, wie gut ein Transformator funktioniert.Um das Risiko einer Überhitzung und einem möglichen Versagen zu verringern, müssen Transformatoren häufig gestört werden, wenn ein hohes Maß an Harmonischen vorhanden ist.Einen Transformator bedeutet, ihn in geringerer Kapazität zu verwenden als seine Nennkapazität, um die durch die Harmonische verursachte Erwärmung zu verringern.Dadurch wird der Transformator sicher arbeiten und länger länger hält.Durch die Aufnahme wird herausgefunden, wie viel harmonischer Inhalt vorhanden ist, und die zusätzlichen Verluste durch diese Harmonischen zu berechnen.Sobald diese Verluste bekannt sind, wird die Belastungskapazität des Transformators angepasst, um sie vor Überhitzung zu verhindern und sicherzustellen, dass sie zuverlässig funktioniert.
In einfachen Worten beinhaltet die Herstellung eines Transformators aufgrund seltsamer Harmonischer einen sorgfältigen Blick auf den harmonischen Inhalt der Last.Ingenieure verwenden Stromqualitätsmessgeräte, um den harmonischen Inhalt zu messen und zu erkennen, wie sich der Transformator auswirkt.Die Daten aus diesen Messungen werden dann verwendet, um herauszufinden, wie stark die Last des Transformators reduziert werden kann, um sie sicher in Betrieb zu halten.
Auch Harmonische
Abbildung 3: Auch Harmonische
Sogar Harmonische sind Frequenzen, die sogar ein Vielfaches der Hauptfrequenz sind, wie der 2. (120 Hz), 4. (240 Hz) und 6. (360 Hz) Harmonische, wenn die Hauptfrequenz 60 Hz beträgt.In Stromversorgungssystemen sind sogar Harmonische normalerweise klein, da die meisten nichtlinearen Lasten meistens merkwürdige Harmonische erzeugen.Das Vorhandensein von selbst Harmonischen kann jedoch spezifische Probleme innerhalb des elektrischen Systems zeigen.
Auch Harmonische geben häufig einen Gleichstromversatz im System an.Ein DC -Offset tritt auf, wenn eine DC -Komponente (Gleichstrom) mit der Wellenform der Wechselstrom (AC) gemischt wird.Dies kann durch eine Halbwellenreparatur verursacht werden, die aufgrund eines gebrochenen Gleichrichters auftritt.Ein Gleichrichter ist ein Gerät, das Wechselstrom in DC wechselt. Wenn er bricht, kann es eine unvollständige Wellenform erzeugen, die zu einem DC -Offset führt.Der DC -Offset, der auch durch Harmonische eingeführt wird, kann in elektrischen Systemen mehrere Probleme verursachen.Ein Haupteffekt ist die Transformatorsättigung.Wenn ein Transformator einen DC-Offset erfährt, kann sein Kern während alternativer Halbzyklen der Wechselstromwellenform magnetisch gesättigt werden.Diese Sättigung führt zu einer übermäßigen Strömung, was dazu führt, dass der Transformator die primäre Wicklung überhitzt und möglicherweise ausbrennt.Außerdem kann ein Gleichstromversatz mechanische Schwingungen und Rauschen in Transformatoren verursachen.Die magnetische Sättigung des Kerns führt zu einer starken Schwingung, die sowohl laut als auch physikalisch schädlich für die Transformatorstruktur sein kann.Selbst ein kleiner Gleichstromversatz, mehr als 1% des Nennstroms, kann diese schwerwiegenden Probleme verursachen.
Auch Harmonische können als diagnostisches Werkzeug verwendet werden.Ihre Anwesenheit in einem elektrischen System kann dazu beitragen, Probleme im Zusammenhang mit Gleichrichter oder anderen Komponenten zu identifizieren, die möglicherweise eine DC -Komponente in das System einführen.Durch die Überwachung und Analyse von selbst Harmonischen können Ingenieure Probleme frühzeitig erkennen und angehen, potenzielle Ausfälle verhindern und den zuverlässigen Betrieb des Stromverteilungssystems sicherstellen.
Dreifachharmonische Harmonische
Abbildung 4: Dreifachharmonische Harmonische
Triplen -Harmonische sind eine besondere Art von ungeraden Vielfachen der dritten Harmonischen.Diese treten am 3., 9., 15. und so weiter auf.Sie werden einzigartig von einphasigen Geräten hergestellt und können erhebliche Probleme in elektrischen Systemen verursachen.
Ein wichtiges Problem, das durch dreifache Harmonische verursacht wird, ist die Überlastung neutraler Drähte.In einem ausgewogenen dreiphasigen System sollten sich die Ströme im neutralen Kabel gegenseitig abbrechen.Dreifacher Harmonische von einphasigen Geräten stornieren jedoch nicht im neutralen Draht.Stattdessen fügen sie zusammen und verursachen übermäßige Strömungen.Dies kann zu Überhitzung und potenziellen Schäden am neutralen Draht führen.
Triplen -Harmonische können auch Telefonleitungen beeinträchtigen.Die Hochfrequenzteile dieser Harmonischen können Rauschen in Kommunikationsleitungen erzeugen, die parallel zu Stromkabeln laufen.Dieses Geräusch kann die Qualität von Telefonsignalen verringern und Kommunikationssysteme stören.
Ein weiteres Hauptproblem bei Triplen -Harmonischen ist die Überhitzung der Transformatoren.Transformatoren sind für den spezifischen Strom- und Spannungsniveau erstellt.Triplen -Harmonische erhöhen den RMS -Strom (Wurzel mittlerer Quadrat) in den Transformatorwicklungen und verursachen zusätzliche Erwärmung.Wenn der Transformator nicht für diese zusätzliche Wärme ausgelegt ist, kann er zu einem Abbau von Isolierungen und einem eventuellen Ausfall führen.
Um die Auswirkungen von Dreifachharmonischen zu verringern, können spezielle Transformatoren, die als K-bewertete Transformatoren bezeichnet werden, verwendet werden.Diese Transformatoren sind so konzipiert, dass sie mit höheren harmonischen Strömen ohne Überhitzung umgehen.Sie haben bessere Kühlsysteme und werden mit Materialien hergestellt, die der zusätzlichen Wärme standhalten können, die durch Harmonische verursacht werden.
Harmonische Sequenz
Eine harmonische Sequenz beschreibt, wie unterschiedliche Frequenzen von elektrischen Wellen mit der Hauptwelle interagieren, was uns hilft, ihre Auswirkungen auf Stromsysteme zu verstehen.Es gibt drei Haupttypen harmonischer Sequenzen: positiv, negativ und Null.
Positive Sequenzharmonische
Positive Sequenz -Harmonische umfassen Frequenzen wie die 1., 4. und 7. Harmonischen.Diese Harmonischen bewegen sich in die gleiche Richtung wie die Hauptwelle.Sie erhöhen den Strom im System und erzeugen zusätzliche Wärme in den Komponenten.Diese zusätzliche Wärme kann die Isolierung schädigen, die Effizienz des Systems verringern und die Komponenten früher als erwartet abbauen.In Motoren stören diese Harmonischen das Magnetfeld, wodurch der Motor weniger effizient läuft und seine Lebensdauer verkürzt.Um diese Probleme zu lösen, ist es hilfreich, Filter oder andere Geräte zu verwenden, um die positiven Sequenzharmonischen zu überwachen und zu reduzieren.
Negative Sequenz -Harmonische
Negative Sequenz -Harmonische umfassen Frequenzen wie die 2., 5. und 8. Harmonische.Diese Harmonischen bewegen sich in die entgegengesetzte Richtung zur Hauptwelle.Sie reduzieren die Motorenleistung und erzeugen zusätzliche Wärme, die die Isolierung beschädigen, mechanische Schwingungen verursachen und die Lebensdauer von Motoren und anderen Komponenten verkürzen.Transformatoren können aufgrund dieser Harmonischen auch erhöhte Verluste und Überhitzung erleben.Die Überwachung und Installation der richtigen Filter kann dazu beitragen, die negativen Sequenzharmonischen und deren nachteiligen Auswirkungen zu verwalten.
Null Sequenz Harmonische
Harmonische Null -Sequenz umfassen Frequenzen wie die 3., 6. und 9. Harmonischen.Diese Harmonischen erzeugen kein rotierendes Magnetfeld, sondern sammeln sich im neutralen Draht an, wodurch es überhitzt und beschädigt wird.Dies ist besonders in Systemen mit nichtlinearen Lasten problematisch.Die Verwendung von speziellen Transformatoren und harmonischen Filtern kann dazu beitragen, die zusätzliche Wärme zu verwalten und den harmonischen Inhalt des Systems zu verringern, wodurch Überhitzung und Beschädigung des neutralen Drahtes verhindern.
Ursachen für elektrische Harmonische
In industriellen Umgebungen verursachen bestimmte Arten von elektrischen Geräten häufig eine harmonische Verzerrung.Dieses Problem ist bei Geräten wie variablen Frequenz -Laufwerken (VFDs) und Wechselrichtern gemeinsam.Diese Geräte ändern den Wechselstrom (AC) in den Gleichstrom (DC) und erstellen dann einen Wechselstromausgang mit variabler Frequenz, um die Motordrehzahl in verschiedenen Anwendungen genau zu steuern.
Während dieser Umwandlung zeichnen diese Geräte anstelle der glatten, wellenähnlichen Art der normalen Lasten auf nichtlineare, ungleiche Weise.Diese ungleichmäßige Stromauslosung fügt dem elektrischen System harmonische Komponenten hinzu, was zu einer Spannungsverzerrung führt.Der Hauptgrund für diese ungleichmäßige Stromauslosung sind die internen elektronischen Teile wie Gleichrichter und Schaltschaltkreise, die nur zu bestimmten Zeiten während des Wechselstromzyklus den Strom zeichnen.Beispielsweise ändert ein VFD, der einen Industriemotor steuert, zuerst den eingehenden Wechselstrom in DC und verwendet dann einen Wechselrichter, um einen Wechselstromausgang mit variabler Frequenz zu erstellen, um die Motordrehzahl anzupassen.In der Gleichberechtigungsstufe werden Teile geschaltet, die Strom in Bursts und nicht kontinuierlich zeichnen.Dieser Stromverbrauch verzerrt die Wellenform und erzeugt Harmonische.
Diese Harmonischen können in einem Industriestromsystem mehrere Probleme verursachen.Sie können die Erwärmung in Transformatoren und anderen elektrischen Teilen erhöhen und ihre Effizienz und ihre Lebensdauer verringern.Eine harmonische Verzerrung kann auch dazu führen, dass empfindliche elektronische Geräte fehlfest, die Energieverluste erhöhen und möglicherweise Kommunikationssysteme beeinträchtigen.
Um diese Effekte zu reduzieren, entwerfen Gerätehersteller ihre Produkte so, dass sie die EMC -Standards (Electromagnetic Compatibility) erfüllen.Diese Standards begrenzen die Menge an harmonischer Verzerrung, die ihre Geräte in das Stromversorgungssystem einführen können.EMC -Standards stellen sicher, dass einzelne Geräte keine zu übermäßige Verzerrungen verursachen, die das gesamte Stromversorgungssystem beeinflussen könnten.Trotz der EMC-konformen Geräte kann der kombinierte Effekt vieler Geräte, die gleichzeitig ausgeführt werden, dennoch zu einer erheblichen harmonischen Verzerrung führen.Dies macht es unerlässlich, die Harmonischen in industriellen Umgebungen aktiv zu überwachen und zu verwalten.
Probleme, die anfällig für höhere harmonische Niveaus auftreten
Probleme in Motoren und Generatoren
Harmonische können große Probleme bei Motoren und Generatoren verursachen.Die zusätzliche Wärme, die durch harmonische Ströme erzeugt wird, kann die Isolierung abbauen und die Maschinenteile belasten.Dies kann dazu führen, dass diese Maschinen früher scheitern, ein kürzeres Leben haben und mehr Reparaturen benötigen.Harmonische Schwingungen können auch Verschleiß auf den Maschinen verursachen, was das Problem verschlimmert.
Geringere Effizienz
Harmonische werden die Widerstandsverluste (I²R -Verluste) in Drähten und Transformatoren verschlechtern.Diese Verluste erzeugen zusätzliche Wärme, was das Stromversorgungssystem weniger effizient macht.Die zusätzliche Wärme kann die Alterung von Isolationsmaterialien beschleunigen, was zu häufigeren Ausfällen und höherem Energieverbrauch führt.
Ungeplante Leistungsschalterfahrten und geblasene Sicherungen
Hohe harmonische Werte können dazu führen, dass Leistungsschalter stolpern und ohne guten Grund gestolpt werden.Dies geschieht, weil Harmonische zu viel Wärme und magnetische Störung in diesen Sicherheitsvorrichtungen verursachen können, sodass sie falsch funktionieren.Dieser unerwünschte Auslösen kann den Betrieb unterbrechen, ungeplante Ausfallzeiten verursachen und mehr Wartung benötigen.
Probleme mit elektronischen Geräten
Elektronische Geräte sind sehr empfindlich gegenüber harmonischen Verzerrungen.Harmonische können Probleme in Geräten wie Computern, Kommunikationsgeräten und anderen sensiblen Elektronik verursachen.Die Eingriffe durch harmonische Frequenzen kann Daten durcheinander bringen, Kommunikationsfehler verursachen und die Leistung verringern und zusätzliche Filterung und Schutz erfordern.
Unerwartete Resonanzen
Harmonische Frequenzen können sich mit den Eigenfrequenzen des Stromversorgungssystems mischen und Resonanzen verursachen.Diese Resonanzen können harmonische Strömungen und Spannungen stärker machen und zu Überspannungen, Überhitzung und möglichen Schäden an Geräten führen.Das Auffinden und Beheben von resonanten Bedingungen hilft, schwerwiegende Ausfälle in Stromversorgungssystemen zu verhindern.
Lösungen zur Minderung von Harmonischen
Filter installieren
Filter sind eine praktische und wirtschaftliche Lösung zur Reduzierung von Harmonischen in Stromverteilungssystemen.Harmonische Filter sind so ausgelegt, dass sie bestimmte harmonische Frequenzen blockieren oder reduzieren, sodass nur die Basisfrequenz durchlaufen werden kann.Dieser Prozess hilft bei der Reinigung der elektrischen Wellenform und der Minderung der nachteiligen Auswirkungen von Harmonischen.
Um Filter effektiv umzusetzen, ist die Durchführung harmonischer Umfragen unerlässlich.Diese Umfragen umfassen die Verwendung von Stromqualitätsanalysatoren, um die im System vorhandenen Ebenen und Arten von Harmonischen zu messen.Durch die Identifizierung der spezifischen harmonischen Frequenzen und deren Quellen können die Ingenieure Filter entwerfen und installieren, die auf die besonderen Anforderungen des Systems zugeschnitten sind.Es stehen verschiedene Arten von Filtern zur Verfügung, z. B. passive, aktive und hybride Filter, jeweils ihre spezifischen Anwendungen und Vorteile.Passive Filter bestehen aus Induktoren, Kondensatoren und Widerständen.Sie sind abgestimmt, um bestimmte harmonische Frequenzen herauszufiltern.Passive Filter sind kostengünstig und einfach zu implementieren, können jedoch in dynamischen Systemen sperrig und weniger flexibel sein.Aktive Filter verwenden Leistungselektronik, um harmonische Verzerrungen dynamisch entgegenzuwirken.Sie sind vielseitiger und können sich in Echtzeit an veränderte harmonische Profile anpassen.Aktive Filter sind teurer, bieten jedoch eine überlegene Leistung bei variablen Lastbedingungen.Hybridfilter kombinieren passive und aktive Filterkomponenten, um Leistung und Kosten zu optimieren.Sie bieten einen ausgewogenen Ansatz und bieten eine effektive harmonische Minderung mit moderaten Investitionen.
Verwenden von hohen K-Faktor-Transformatoren
Abbildung 5: Hochk-Faktortransformator und seine Stromwellenform
Hoch-K-Faktor-Transformatoren werden für die zusätzlichen Wärme durch harmonische Strömungen erstellt.Der "K-Faktor" ist eine Bewertung, die zeigt, wie gut ein Transformator mit diesen Strömen umgehen kann, ohne zu heiß zu werden.Diese Transformatoren haben bessere Isolierungs- und Kühlsysteme, um die zusätzliche Wärme aus den Harmonischen zu verwalten.Sie können die zusätzliche Wärme loswerden, Schäden verhindern und das Leben des Transformators länger machen.Durch den Umgang mit höheren harmonischen Werten senken diese Transformatoren das Risiko einer Überhitzung und des Versagens, wodurch das Leistungsverteilungssystem zuverlässiger wird.
Die Verwendung von hohen K-Faktor-Transformatoren erfordert sorgfältige Planung.Sie kosten mehr und sind schwieriger zu installieren als normale Transformatoren.Der Prozess beginnt mit einer detaillierten Überprüfung, um die erforderliche K-Faktor-Bewertung für die spezifische Verwendung zu ermitteln.Diese Prüfung beinhaltet die Betrachtung des harmonischen Inhalts der Last und des Verständnisses, wie sie sich auf den Transformator auswirkt.Ingenieure verwenden Werkzeuge, um die harmonischen Werte zu messen und die durch diese Harmonische verursachte zusätzliche Wärme zu berechnen.
Sobald das rechte K-Faktor-Rating festgelegt ist, besteht der nächste Schritt darin, die langfristigen Vorteile gegen die anfänglichen Kosten auszugleichen.Hohe K-Faktor-Transformatoren reduzieren die Wartungsbedürfnisse und verbessern die Zuverlässigkeit, was ihre höheren Kauf- und Installationskosten im Laufe der Zeit ausgleichen kann.Die Installation dieser Transformatoren ist jedoch komplex, daher ist eine sorgfältige Planung erforderlich, um die Störung zu minimieren.Dies beinhaltet die Planung möglicher Ausfallzeiten für das Austausch oder die Installation des Transformators und die Berücksichtigung aller Auswirkungen auf den Betrieb.
Regelmäßige Leistungsqualitätserhebungen
Regelmäßige Überprüfungen der Stromqualität sind erforderlich, um die elektrischen Systeme gesund zu halten und gut laufen zu lassen.Diese Überprüfungen umfassen die systematisch messene Messung der elektrischen Eigenschaften, um potenzielle Probleme frühzeitig zu finden und zu beheben.Durch die ständige Überwachung der Stromqualität stellen wir sicher, dass elektrische Geräte gut funktionieren, länger dauern und zuverlässiger sind.Messungen sollten an wichtigen Stellen des Systems durchgeführt werden, z.Die regelmäßige Datenerfassung hilft bei der Erstellung von Mustern, die sich entwickelnde Probleme zeigen könnten, z.Leistungsqualitätsmessgeräte, die Spannung, Strom, elektrische Rauschen und plötzliche Änderungen messen, sind die Hauptwerkzeuge, die in diesen Überprüfungen verwendet werden.Fortgeschrittene Messgeräte zeichnen im Laufe der Zeit Daten auf und geben ein vollständiges Bild von Trends der Stromqualität.Wenn Sie sich diese Daten ansehen, können Sie Unterschiede unter den normalen Bedingungen ermöglichen, um rechtzeitige Korrekturen zu ermöglichen und das Risiko zu verringern, dass Geräte abbricht.
Einhaltung der IEEE 519 -Standards
Die IEEE 519 -Standards setzen Regeln für akzeptable Spannungsniveaus und Stromverzerrungen in elektrischen Systemen.Diese Regeln verhindern Schäden an Geräten und die Gewährleistung der Systemzuverlässigkeit.
Die folgende Tabelle zeigt die IEEE 519-2014 Standards für die Gesamtverzerrung der Harmonischen (THD) in Spannung und Strom für verschiedene Spannungsniveaus:
Abbildung 6: Tabelle mit THD -Grenzwerten der gesamten harmonischen Verzerrung (THD) für Spannung und Strom bei verschiedenen Spannungsniveaus
Stromqualitätsanalysatoren sind Werkzeuge, die dazu beitragen, die Harmonischen bis zum 511. Harmonischen zu messen.Diese Analysatoren liefern detaillierte Daten, die eine präzise Überwachung und Verwaltung der Stromqualität ermöglichen.Sie helfen dabei, bestimmte harmonische Frequenzen und ihre Größen zu identifizieren und zielgerichtete Lösungen zu ermöglichen.
Die regelmäßige Überwachung der Stromqualität stellt sicher, dass harmonische Werte innerhalb akzeptabler Grenzen bleiben und potenzielle Probleme frühzeitig erkennen.Durch die effektive Bewirtschaftung von Harmonischen wird das Auffinden und Fixieren von Verzerrungsquellen wie die Installation von harmonischen Filtern und die Verbesserung von Transformatoren beinhalten.
Abschluss
Harmonische in elektrischen Systemen können viele Probleme verursachen, wie Überhitzung, Geräteausfälle und Ineffizienzen.Durch das Verständnis der verschiedenen Arten von Harmonischen - ODD, sogar und Triplen - und wie sie sich auf elektrische Teile auswirken, können Ingenieure diese Probleme besser vorhersagen und beheben.Mithilfe von Lösungen wie harmonischen Filtern, speziellen Transformatoren, die zusätzliche Wärme und regelmäßige Überprüfungen der Stromqualität bewältigen, können die Systeme zuverlässig und effizient halten.Nach IEEE 519 Standards stellt sicher, dass harmonische Werte innerhalb sicherer Grenzen bleiben und sowohl Geräte als auch Betrieb schützen.Das Verwalten von Harmonischen macht nicht nur die elektrische Systeme länger, sondern verbessert auch die Leistung und senkt die Wartungskosten, was es zu einem wichtigen Bestandteil des modernen Elektrotechnik macht.
Häufig gestellte Fragen [FAQ]
1. Was sind die Gefahren von Harmonischen?
Zu den Gefahren der Harmonischen gehören eine Überhitzung von elektrischen Geräten, vorzeitiger Isolationsversagen, erhöhte Verluste, fehlfestige empfindliche Elektronik, störendes Auslösen von Leistungsschalter und potenzielle Resonanzbedingungen, die schwerwiegende Schäden an Komponenten verursachen können.
2. Welche Auswirkungen haben die Harmonischen auf die Leistungsqualität und die Verluste der Stromverteilungssysteme?
Die Harmonischen beeinträchtigen die Leistungsqualität durch Verzerrung der Spannung und Stromwellenformen, was zu erhöhten Verlusten bei Transformatoren und Leitern, verringerte Effizienz, Überhitzung und Interferenz mit empfindlichen Geräten führt, was zu Betriebsausfällen und erhöhten Wartungskosten führen kann.
3. Was ist eine Hauptursache für Harmonische in einem elektrischen System?
Eine Hauptursache für Harmonische in einem elektrischen System ist das Vorhandensein nichtlinearer Lasten wie variablen Frequenz-Laufwerken, Wechselrichter, Gleichrichter und anderen elektronischen Geräten, die Strom auf nicht-sinusoide Weise zeichnen und harmonische Ströme in das System einführen.
4. Wie wirkt sich die Harmonischen auf den Leistungsfaktor eines Verteilungssystems aus?
Harmonische beeinflussen den Leistungsfaktor eines Verteilungssystems negativ, indem sie die scheinbare Leistung erhöhen, was dazu führt, dass mehr Strom für die gleiche Menge an realer Leistung gezogen wird.Dies führt zu einer geringeren Effizienz und höheren Betriebskosten aufgrund erhöhter Verluste und reduzierter Kapazität der Systemkomponenten.
5. Was sind die Harmonischen in einem elektrischen Stromverteilungssystem?
Harmonische in einem elektrischen Stromverteilungssystem sind Ströme oder Spannungen bei Frequenzen, die ganzzahlige Vielfache der Basisfrequenz sind (60 Hz in den USA).Sie resultieren aus nichtlinearen Lasten und verursachen Verzerrungen in der Wellenform, was zu verschiedenen Betriebs- und Effizienzproblemen innerhalb des Systems führt.