Harmonické problémy jsou běžné problémy s kvalitou elektrické energie v elektrických systémech. Neovlivňují pouze normální provoz zařízení, ale mohou také vést k plýtvání energií a poškození zařízení. Nejjednodušší přístup ke zmírnění harmonických zahrnuje následující kroky:
I. Pochopení příčin harmonické generace
Harmonické jsou primárně generovány nelineárními zátěžemi, jako jsou frekvenční měniče (VFD), nepřerušitelné zdroje napájení (UPS), LED osvětlení, počítače a další elektronická zařízení. Tato zařízení produkují během provozu nesinusové proudy, čímž zavádějí harmonické složky do elektrické sítě. Mezi běžné harmonické řády patří 3., 5., 7. a další liché-harmonické harmonické.
II. Nejjednodušší harmonické metody zmírnění
1. Zvyšte kapacitu zkratového-okruhu systému
Zlepšení zkratové{0}}kapacity systému snižuje harmonické napěťové zkreslení. Toho lze dosáhnout výběrem větších transformátorů nebo zkrácením napájecích vzdáleností. I když je tato metoda přímočará, je omezena skutečnými podmínkami mřížky.
2. Optimálně rozložte nelineární zatížení
Nelineární zatížení rozdělte rovnoměrně do všech tří fází, vyhněte se soustředění na jedinou fázi. Tento přístup nevyžaduje žádné další vybavení; efektivního zmírnění efektů třetích-harmonických efektů je dosaženo vyváženým rozložením zatížení během návrhu rozložení.
3. Používejte zařízení pro potlačení harmonických složek
● Pasivní filtry (LC filtry): Nejjednodušší a nejekonomičtější řešení pro potlačení harmonických. Tyto filtry se skládají z induktorů a kondenzátorů a jsou navrženy pro specifické harmonické frekvence, aby je účinně pohlcovaly. Například 250Hz filtr může být navržen pro potlačení 5. harmonické.
● Aktivní filtry (APF): I když jsou dražší, nabízejí jednoduchou instalaci a významnou účinnost. Odstraňují harmonické nepřetržitou detekcí harmonických proudů a generováním proti-kompenzačních proudů, díky čemuž jsou vhodné pro scénáře s více souběžnými harmonickými.
4. Výběr nízkého-harmonického vybavení
Při pořizování nového vybavení upřednostňujte produkty označené funkcemi „nízké harmonické“ nebo „potlačení harmonických“. Taková zařízení obvykle interně obsahují opatření jako PFC (Korekce účiníku), která snižují tvorbu harmonických u zdroje.
III. Praktická doporučení
1. Upřednostněte adresování primárních harmonických zdrojů
Identifikujte primární zdroje harmonických a jejich frekvence pomocí analyzátorů kvality energie a poté soustřeďte zdroje na řešení klíčových problémů. Typicky 80 % harmonických problémů pochází z 20 % zařízení.
2. Jednoduchá modifikační řešení
● Nainstalujte dv/dt filtry nebo sinusové filtry na výstup frekvenčních měničů (VFD).
● Přidejte vstupní tlumivky k zařízení se spínaným{0}}režimem napájení (SMPS).
● Napájení jednofázových{0}}nelineárních zátěží pomocí transformátorů zapojených do trojúhelníkové konfigurace, které účinně blokují harmonické složky nulové -sekvence (např. harmonické 3.{5}}řádu).
3. Pravidelné kontroly údržby
Pravidelně kontrolujte provozní stav filtrů a kompenzačního zařízení. Ujistěte se, že kondenzátory nevykazují žádné vyboulení nebo netěsnosti a reaktory nevykazují žádné přehřívání. Jednoduchá údržba zajišťuje dlouhodobý-účinný provoz zařízení pro zmírnění harmonických.
IV. Opatření
1. Vyhněte se nadměrnému zmírňování; udržovat celkové harmonické zkreslení (THD) v rozumném rozsahu 5%-8%.
2. Plány zmírnění musí počítat s dopadem harmonických na pozadí v systému.
3. Jednoduché metody nemusí vyhovovat všem scénářům; průmyslová nastavení mohou vyžadovat kombinovaná řešení.
V. Analýza nákladů-přínosů
S ohledem na jednoduchost a hospodárnost upřednostňujte opatření v následujícím pořadí:
1. Vyrovnávání zátěže (nulové náklady).
2. Instalace vstupních reaktorů (nízká cena).
3. Instalace pasivních filtrů (střední náklady).
4. Implementace aktivních filtrů (vyšší náklady).
Tyto metody mohou ve většině scénářů účinně kontrolovat harmonické problémy. Pro praktické aplikace doporučujeme provést nejprve základní testování kvality napájení, aby bylo možné identifikovat harmonické spektrum, než vyberete nejvhodnější jednoduché řešení zmírnění. Pouze u zvláště složitých harmonických problémů by měla být zvažována komplexní řešení. Pamatujte, že nejjednodušší řešení je často to nejúčinnější.