ჰარმონიული ფენომენები ელექტრო სისტემებში: მიზეზები, ეფექტები და რისკები

ჰარმონიკაარის კრიტიკული, მაგრამ ხშირად შეუმჩნეველი ფენომენი ელექტრო სისტემებში. ისინი წარმოადგენენ ძაბვის ან დენის იდეალური სინუსოიდული ტალღის ფორმის დამახინჯებას, რაც გვხვდება სიხშირეებით, რომლებიც ფუნდამენტური სიხშირის მთლიანი მრავლდება (მაგ., 50 ჰც ან 60 ჰც). მიუხედავად იმისა, რომ ჰარმონიკა თანდაყოლილია თანამედროვე ენერგეტიკულ სისტემებში, მათმა უკონტროლო ყოფნამ შეიძლება გამოიწვიოს მძიმე ოპერაციული და ფინანსური შედეგები. ეს სტატია შეისწავლის მათ მიზეზებს, ეფექტებს და რისკებს.

რა იწვევს ჰარმონიას?

ჰარმონიკაპირველ რიგში წარმოიშვა არაწრფივი დატვირთვებიდან - დისვი, სადაც დენი არ შეესაბამება სინუსოიდული ძაბვის ტალღის ფორმას. საერთო მაგალითებში მოცემულია:

ცვლადი სიხშირის დისკები (VFD) სამრეწველო ძრავებში, შეცვლის რეჟიმის ელექტრომომარაგებებში (მაგ., კომპიუტერი, სერვერები, LED განათება), განახლებადი ენერგიის ინვერტორები (მზის/ქარის სისტემები), უწყვეტი ელექტრომომარაგება (UPS) და ელექტრო სატრანსპორტო საშუალებების დატენვის სადგურები. ეს დატვირთვები არღვევს დენის გლუვ ნაკადს, წარმოქმნის დამახინჯებულ ტალღებს. მაგალითად, VFD– ს შეუძლია გაამახვილოს დენი მოკლე პულსიებში, ვიდრე უწყვეტი სინუსური ტალღა, რის შედეგადაც ჰარმონიკა ხდება, როგორიცაა მე -3 (150 ჰც), მე -5 (250 ჰც) ან მე -7 (350 ჰც) ჰარმონიული.

რა გავლენას ახდენს ჰარმონიული?  

ჰარმონიკის დეგრადაცია ენერგიის ხარისხზე და დააკისროს მნიშვნელოვანი ფარული ხარჯები ელექტროენერგიის ინფრასტრუქტურაზე:  

ჰარმონიკა იწვევს ენერგიის დაკარგვას და ხარჯების გაზრდას. მაგალითად, მეხუთე რიგის ჰარმონიულმა დენებმა შეიძლება გამოიწვიოს 15% -მდე დამატებითი ენერგეტიკული ნარჩენები განაწილების სისტემებში (აშშ-ს ენერგეტიკის კვლევის დეპარტამენტი). ამ არაეფექტურობამ შეიძლება გამოიწვიოს ელექტროენერგიის უფრო მაღალი გადასახადები.  

ამან შეიძლება გამოიწვიოს აღჭურვილობის დაზიანება და სიცოცხლის ხანგრძლივობის შემცირება, რადგან ჰარმონიული დენები წარმოქმნის შეშუპებულ დენებს და ჰისტერეზის დანაკარგებს, რაც იწვევს გადახურებას. მაღალი ჰარმონიულ გარემოში მოქმედი ტრანსფორმატორები შეიძლება ვერ მოხდეს 30-50% -ით უფრო სწრაფად, ვიდრე მათი სიცოცხლის ხანგრძლივობა. გარდა ამისა, ჰარმონიამ შეიძლება გამოიწვიოს რეზონანსი, რამაც გამოიწვიოს კონდენსატორის გადატვირთვა და პოტენციური აფეთქებები ან ხანძარი. გარდა ამისა, სამფაზურ სისტემაში, მესამე რიგის ჰარმონიები (მე -3, მე -9 და ა.შ.) გროვდება ნეიტრალურ ხაზზე, რაც შესაძლოა გამოიწვიოს მისი გადახურება.  

ჰარმონიამ შეიძლება ასევე გამოიწვიოს ოპერაციული შეფერხებები, განსაკუთრებით მგრძნობიარე აღჭურვილობაში, როგორიცაა სამედიცინო მოწყობილობები, ლაბორატორიული ინსტრუმენტები ან მონაცემთა ცენტრის სერვერები, რომლებიც ეყრდნობიან სუფთა ენერგიას. ჰარმონიკით გამოწვეულმა ძაბვის დამახინჯებამ შეიძლება გამოიწვიოს აღჭურვილობის უკმარისობა, მონაცემთა კორუფცია ან დაუგეგმავი დრო.

ასევე კრიტიკულია ჰარმონიკთან დაკავშირებული შესაბამისობა და უსაფრთხოების რისკები. სტანდარტებში მითითებულ ჰარმონიულ ლიმიტებს, როგორიცაა IEEE 519-2022, შეიძლება გამოიწვიოს მარეგულირებელი ჯარიმები. გარდა ამისა, აღჭურვილობის გადახურებას შეუძლია შექმნას ხანძრის საფრთხეები და უსაფრთხოების რისკები.

როგორც პროფესიონალი მწარმოებელი და მიმწოდებელი, ჩვენ გთავაზობთ მაღალი ხარისხის პროდუქტებს. თუ თქვენ დაინტერესებული ხართ ჩვენი პროდუქტებით ან გაქვთ რაიმე შეკითხვები, გთხოვთ მოგერიდებათდაგვიკავშირდით.