Harmonische problemen zijn veelvoorkomende problemen met de netvoedingskwaliteit in elektrische systemen. Ze beïnvloeden niet alleen de normale werking van apparatuur, maar kunnen ook leiden tot energieverspilling en schade aan apparatuur. De eenvoudigste benadering van harmonische mitigatie omvat de volgende stappen:
I. De oorzaken van harmonische generatie begrijpen
Harmonischen worden voornamelijk gegenereerd door niet-lineaire belastingen zoals frequentieregelaars (VFD's), ononderbroken voedingen (UPS), LED-verlichting, computers en andere elektronische apparatuur. Deze apparaten produceren tijdens bedrijf niet-sinusvormige stromen, waardoor harmonischen in het elektriciteitsnet worden geïntroduceerd. Veel voorkomende harmonische orden zijn de 3e, 5e, 7e en andere oneven- harmonischen.
II. Eenvoudigste harmonische mitigatiemethoden
1. Vergroot de kortsluitcapaciteit van het systeem.-
Door de kortsluitcapaciteit van het systeem- te verbeteren, worden de harmonische spanningsvervormingen verminderd. Dit kan worden bereikt door grotere transformatoren te selecteren of de voedingsafstanden te verkorten. Hoewel deze methode eenvoudig is, wordt deze beperkt door de werkelijke netomstandigheden.
2. Verdeel niet-lineaire belastingen optimaal
Verdeel niet-lineaire belastingen gelijkmatig over alle drie fasen en vermijd concentratie op één fase. Deze aanpak vereist geen extra apparatuur; effectieve mitigatie van derde-harmonische effecten wordt bereikt door een evenwichtige verdeling van de belasting tijdens het ontwerp van de distributie.
3. Gebruik apparaten voor het onderdrukken van harmonischen
● Passieve filters (LC-filters): de eenvoudigste en meest economische oplossing voor harmonische onderdrukking. Deze filters bestaan uit inductoren en condensatoren en zijn ontworpen voor specifieke harmonische frequenties om deze effectief te absorberen. Er kan bijvoorbeeld een 250 Hz-filter worden ontworpen om de 5e harmonische te onderdrukken.
● Actieve filters (APF): hoewel duurder, bieden ze een eenvoudige installatie en aanzienlijke effectiviteit. Ze elimineren harmonischen door voortdurend harmonische stromen te detecteren en tegen{1}}compensatiestromen te genereren, waardoor ze geschikt zijn voor scenario's met meerdere gelijktijdige harmonischen.
4. Lage-harmonische apparatuur selecteren
Geef bij de aanschaf van nieuwe apparatuur prioriteit aan producten die zijn gelabeld met 'lage harmonische' of 'harmonische onderdrukking'-functies. Dergelijke apparatuur omvat doorgaans intern maatregelen zoals PFC (Power Factor Correction), waardoor de harmonische generatie aan de bron wordt verminderd.
III. Praktische aanbevelingen
1. Geef prioriteit aan het aanpakken van primaire harmonische bronnen
Identificeer primaire harmonische bronnen en hun frequenties met behulp van Power Quality Analyzers en concentreer uw middelen vervolgens op het oplossen van belangrijke problemen. Normaal gesproken wordt 80% van de harmonische problemen veroorzaakt door 20% van de apparatuur.
2. Eenvoudige aanpassingsoplossingen
● Installeer dv/dt-filters of sinusgolffilters aan de uitgang van frequentieregelaars (VFD's).
● Voeg ingangsreactoren toe aan apparatuur met schakelende-voedingsmodus (SMPS).
● Voed niet-lineaire belastingen met één- fase met behulp van transformatoren die zijn aangesloten in een deltaconfiguratie om op effectieve wijze nul- harmonische harmonischen te blokkeren (bijvoorbeeld harmonischen van de derde- orde).
3. Regelmatige onderhoudscontroles
Inspecteer periodiek de operationele status van filters en compensatieapparatuur. Zorg ervoor dat condensatoren geen uitstulpingen of lekkage vertonen, en dat reactoren geen oververhitting vertonen. Eenvoudig onderhoud zorgt voor een effectieve werking op lange- termijn van apparaten voor het beperken van harmonischen.
IV. Voorzorgsmaatregelen
1. Vermijd buitensporige mitigatie; behoud de totale harmonische vervorming (THD) binnen het redelijke bereik van 5%-8%.
2. Mitigatieplannen moeten rekening houden met de impact van achtergrondharmonischen in het systeem.
3. Eenvoudige methoden zijn mogelijk niet geschikt voor alle scenario's; industriële omgevingen vereisen mogelijk gecombineerde oplossingen.
V. Kosten-batenanalyse
Rekening houdend met eenvoud en zuinigheid, geef prioriteit aan maatregelen in de volgende volgorde:
1. Load-balancing (geen kosten).
2. Het installeren van inputreactoren (lage kosten).
3. Passieve filters installeren (gemiddelde kosten).
4. Implementeren van actieve filters (hogere kosten).
Deze methoden kunnen in de meeste scenario's harmonische problemen effectief beheersen. Voor praktische toepassingen raden we aan eerst basistesten van de netvoedingskwaliteit uit te voeren om het harmonische spectrum te identificeren voordat u de meest geschikte eenvoudige mitigatieoplossing selecteert. Alleen voor bijzonder complexe harmonische problemen moeten alomvattende oplossingen worden overwogen. Bedenk dat de eenvoudigste oplossing vaak de meest effectieve is.