Harmonické - elektronika Janitza

Neustále sa zvyšujúci počet nelineárnych spotrebiteľov v našich energetických sieťach spôsobuje zvyšujúce sa „znečistenie rozvodnej siete“. Jeden hovorí aj o perturbáciách sietí, podobných tým, ktoré sú známe z prostredia so znečistením vody a ovzdušia. V ideálnom prípade generátory vytvárajú na výstupných svorkách čisto sínusový prúd. Táto forma sínusového napätia sa považuje za ideálnu formu striedavého napätia; akákoľvek odchýlka od tejto hodnoty sa označuje ako porucha siete.

Stále viac spotrebiteľov odoberá zo siete nesínusový prúd. FFT rýchla Fourierova transformácia týchto „špinavých“ prúdových foriem vedie k širokému rozsahu harmonických frekvencií - zvyčajne sa tiež označuje ako harmonické.

Harmonické látky sú škodlivé pre elektrické siete, niekedy dokonca nebezpečné, a trpia nimi pripojení spotrebitelia, rovnako ako znečistená voda je pre naše ľudské telo nezdravá. Preťaženie, znížená životnosť a za určitých okolností aj predčasné poruchy elektrických a elektronických záťaží.

Harmonické záťaže sú hlavnou príčinou problémov s kvalitou energie, ktoré sú neviditeľné, s enormnými nákladmi na opravy a investíciami do výmeny chybných zariadení. Neprípustne vysoké poruchy siete a výsledná zlá kvalita napätia môžu viesť k problémom vo výrobných procesoch a dokonca k výpadkom výroby.

Harmonické sú prúdy alebo napätia, ktorých frekvencia je nad základnou frekvenciou 50/60 Hz a ktoré sú integrálnym násobkom tejto základnej frekvencie. Aktuálne harmonické nemajú žiadny podiel na činnom výkone, iba tepelne zaťažujú sieť. Pretože okrem „aktívneho“ sínusového kmitania prúdia aj harmonické prúdy, spôsobujú v elektrickej inštalácii elektrické straty, ktoré môžu viesť k tepelnému preťaženiu. Dodatočné straty u spotrebiteľa tiež vedú k zahriatiu alebo prehriatiu, a tým k zníženiu životnosti.

elektronika

Harmonická záťaž sa zvyčajne hodnotí v mieste pripojenia alebo prenosu do verejnej napájacej siete príslušného dodávateľa energie (EVU). V anglicky hovoriacej oblasti, ale čoraz viac aj v nemecky hovoriacej oblasti sa hovorí o bode spoločného spojenia (PCC). Za určitých okolností však môže byť tiež dôležité určiť a analyzovať harmonické zaťaženie z jednotlivých zariadení alebo skupín zariadení, aby sa zistili vnútorné problémy s kvalitou energie a možno aj ich príčiny.

Na posúdenie harmonickej záťaže sa používajú tieto parametre:

Celkové harmonické skreslenie (THD)

Celkové harmonické skreslenie (THD) alebo celkové harmonické skreslenie je údaj na kvantifikáciu veľkosti komponentov, ktoré vznikajú pri nelineárnom skreslení elektrického signálu. Indikuje teda pomer efektívnej hodnoty všetkých harmonických k efektívnej hodnote základnej hodnoty. Hodnota THD sa používa v systémoch nízkeho, stredného aj vysokého napätia. Zvyčajne sa THDi používa na skreslenie prúdu a THDu na skreslenie napätia.

Faktor skreslenia napätia

  • M = poradové číslo harmonickej
  • M = 40 (UMG 604, UMG 508, UMG 96RM)
  • M = 63 (UMG 605, UMG 511)
  • Fond základných oscilácií zodpovedá n = 1

Faktor skreslenia pre prúd

  • M = poradové číslo harmonickej
  • M = 40 (UMG 604, UMG 508, UMG 96RM)
  • M = 63 (UMG 605, UMG 511)
  • Fond základných oscilácií zodpovedá n = 1

Celkové dopytové skreslenie (TDD)

Najmä v Severnej Amerike sa termín TDD takmer vždy používa v súvislosti s problémom harmonických. Je to údaj, ktorý sa týka THDi, ale tu sa harmonický obsah týka základnej zložky hodnoty menovitého prúdu. TDD udáva pomer medzi aktuálnymi harmonickými (analogický s THDi) a hodnotou efektívneho prúdu vyskytujúcou sa v určitom intervale Podmienky plného zaťaženia o. Obvyklé intervaly sú 15 alebo 30 minút.