ב- 2024/06/25 404

ההשפעה של הרמוניות על מערכות חשמל

הבנת ההשפעות של הרמוניות על מערכות חשמל מועילה מאוד לשמירה על פועלים בצורה חלקה ובטוחה.הרמוניות הן שינויים בגל החשמלי העלולים לגרום לבעיות שונות כמו יותר מדי חום, ציוד מתפרק ופחות יעילות.מאמר זה מסביר את הסוגים השונים של הרמוניות, מה גורם להם ואת הבעיות שהם יכולים ליצור במערכות כוח המשמשות בתעשיות ובעסקים.אנו נבחן גם דרכים לתקן בעיות אלה, כמו שימוש במסננים מיוחדים, שנאים שנועדו להתמודד עם הרמוניות ובדיקות קבועות של איכות הכוח.המטרה שלנו היא לספק מדריך ברור ופשוט לניהול הרמוניות במערכות חשמל בצורה יעילה.

קָטָלוֹג

איור 1: הרמוניות

הבנת הרמוניות בהנדסת חשמל

הרמוניות הן זרמים או מתחים בתדרים גבוהים יותר שהם מכפילים של התדר הבסיסי.הם יכולים לגרום לבעיות כמו צורות גל מעוותות, חימום נוסף ויעילות נמוכה יותר בציוד חשמלי.הרמוניות מוזרות, המתרחשות בכפולות משונות של התדר הבסיסי, מגבירות את העיוות והחימום.אפילו הרמוניות, המתרחשות אפילו בכפולות של התדר הבסיסי, עלולות לגרום להתחממות יתר של שנאים.הרמוניות משולשות, המהוות סוג ספציפי של הרמוניות מוזרות, יכולה להעמיס על חוטים ניטרליים וגם לגרום לשנאים להתחמם יתר על המידה.

ניתן לחלק את ההרמוניות לשלושה סוגים: רצפים חיוביים, שליליים ואפס.הרמוניות של רצף חיובי מוסיפות חום נוסף למערכת.הרמוניות שליליות של רצף שליליות מפחיתה את כוחם של המנועים ומגדילים את החום.הרמוניות של רצף אפס גורמות לחימום בחוטים הנייטרליים.עיוות הרמוני מוחלט (THD) הוא מדד להשפעות של הרמוניות, כאשר ערכים גבוהים יותר מראים עיוות רב יותר.

בהגדרות תעשייתיות, מכשירים כמו כונני תדר משתנים יוצרים עיוות רב.כדי להפחית בעיות אלה, אנו יכולים להשתמש במסננים ובשנאים מיוחדים שנועדו להתמודד עם רמות הרמוניות גבוהות.בדיקה קבועה של איכות הכוח מסייעת למצוא ולתקן בעיות הרמוניות ומבטיחה עמידה בתקני IEEE 519.כלים מתקדמים יכולים למדוד את ההרמוני 511 כדי לעזור בניהול סוגיות אלה בצורה יעילה.

סוגי הרמוניות

הרמוניות מוזרות

איור 2: הרמוניות מוזרות

הרמוניות מוזרות הן הרמוניות שהן כפולות משונות של התדר העיקרי, כמו ההרמוניות השלישית, החמישית וה -7.הרמוניות אלה עלולות לגרום לבעיות גדולות במערכות חשמל מכיוון שהן עלולות לפגוע בציוד חשמלי ולגרום להן לעבוד בצורה לא טובה.כאשר קיימים הרמוניות מוזרות, הם מגדילים את הפסדי ההתנגדות ואת ההפסדים הנוכחיים המעורפלים בשנאים.הפסדי התנגדות, המכונים גם הפסדי I²R, מתרחשים מכיוון שהזרמים ההרמוניים גורמים למוליכים להתחמם יותר.חימום נוסף זה נובע מהכוח שאבד כחום בגלל ההתנגדות במוליכים.הפסדים זרם מפותלים מתרחשים כאשר זרמים המושרים זורמים בליבת השנאי, ומייצרים גם חום.נוכחותן של הרמוניות מחמירה את ההשפעות הללו מכיוון שגרעין השנאי פונה לשדות מגנטיים בתדירות גבוהה יותר, היוצרים יותר זרמים ערמומיים ויותר חום.

רמות גבוהות של הרמוניות מוזרות יכולות להשפיע מאוד על אופן הפעולה של שנאי טוב.כדי להפחית את הסיכון להתחממות יתר וכישלון אפשרי, לרוב רובוטריקים צריכים להיות מוגדרים כאשר יש רמות גבוהות של הרמוניות.פירושו של שנאי פירושו להשתמש בו בקיבולת נמוכה יותר מהיכולת המדורגת שלו כדי להפחית את החימום הנגרם על ידי ההרמוניות.זה שומר על השנאי לעבוד בבטחה וגורם לו להימשך זמן רב יותר.דריכה כוללת להבין כמה תוכן הרמוני יש וחישוב ההפסדים הנוספים הנגרמים על ידי הרמוניות אלה.לאחר ידוע על הפסדים אלה, יכולת העומס של השנאי מותאמת כדי למנוע ממנו להתחמם יתר ולהבטיח שהיא עובדת באופן אמין.

במונחים פשוטים, נגזרת שנאי בגלל הרמוניות מוזרות כרוכה במבט מדוקדק על התוכן ההרמוני של העומס.מהנדסים משתמשים במדי איכות חשמל כדי למדוד את התוכן ההרמוני ולראות כיצד הוא משפיע על השנאי.לאחר מכן משתמשים בנתונים ממדידות אלה כדי להבין כמה כדי להפחית את עומס השנאי כדי להפעיל אותם בבטחה.

אפילו הרמוניות

איור 3: אפילו הרמוניות

אפילו הרמוניות הן תדרים שהם אפילו מכפילים של התדר העיקרי, כמו ההרמוניות השנייה (120 הרץ), הרביעית (240 הרץ), ו -6 (360 הרץ) כאשר התדר העיקרי הוא 60 הרץ.במערכות כוח, אפילו הרמוניות הן בדרך כלל קטנות מכיוון שרוב העומסים הלא לינאריים מייצרים בעיקר הרמוניות משונות.עם זאת, נוכחותן של אפילו הרמוניות יכולה להראות בעיות ספציפיות במערכת החשמל.

אפילו הרמוניות מצביעות לרוב על קיזוז DC במערכת.קיזוז DC מתרחש כאשר יש רכיב זרם ישיר (DC) מעורבב עם צורת הגל של הזרם המתחלף (AC).זה יכול להיגרם כתוצאה מתיקון חצי גל, המתרחש בגלל מיישר שבור.מיישר הוא מכשיר שמשנה AC ל- DC, וכאשר הוא נשבר, הוא יכול לייצר צורת גל לא שלמה, מה שמוביל לקיזוז DC.קיזוז DC שהוצג על ידי אפילו הרמוניות יכול לגרום למספר בעיות במערכות חשמל.השפעה עיקרית אחת היא רוויה שנאי.כאשר שנאי חווה קיזוז DC, הליבה שלו יכולה להיות רוויה מגנטית במהלך מחזורים חלופיים של צורת גל AC.רוויה זו מובילה לתיקו מופרז של זרם, וגורמת לשנאי להתחמם יתר על המידה ואולי לשרוף את הפיתול העיקרי.כמו כן, קיזוז DC יכול לגרום לתנודות מכניות ורעש בשנאים.הרוויה המגנטית של הליבה גורמת לרטט חזק, שיכול להיות גם חזק וגם מזיק פיזית למבנה השנאי.אפילו קיזוז DC קטן, יותר מ- 1% מהזרם המדורג, יכול לגרום לבעיות חמורות אלה.

אפילו הרמוניות יכולות לשמש גם ככלי אבחון.נוכחותם במערכת חשמל יכולה לעזור בזיהוי סוגיות הקשורות ליישרים או לרכיבים אחרים העשויים להכניס רכיב DC למערכת.על ידי מעקב וניתוח אפילו הרמוניות, מהנדסים יכולים לאתר ולתמודדות עם בעיות מוקדם, למנוע תקלות פוטנציאליות ולהבטיח הפעלה אמינה של מערכת חלוקת הכוח.

הרמוניות משולשות

איור 4: הרמוניות משולש

הרמוניות של Triplen הן סוג מיוחד של כפולות משונות של ההרמוני השלישי.אלה מתרחשים ב -3, 9, 15 וכן הלאה.הם מיוצרים באופן ייחודי על ידי מכשירים חד פאזיים ויכולים לגרום לבעיות משמעותיות במערכות חשמל.

בעיה מרכזית אחת הנגרמת כתוצאה מהרמוניות של טריפלן היא עומס יתר של חוטים ניטרליים.במערכת תלת-פאזית מאוזנת, הזרמים בחוט הנייטרלי צריכים לבטל זה את זה.עם זאת, הרמוניות משולשות ממכשירים חד-פאזיים אינם מבטלים בחוט הנייטרלי.במקום זאת, הם מוסיפים יחד, וגורמים לזרמים מוגזמים.זה יכול להוביל לחימום יתר ולפגיעה פוטנציאלית לחוט הנייטרלי.

הרמוניות משולשות יכולות להפריע גם לקווי טלפון.החלקים בתדירות גבוהה של הרמוניות אלה יכולים ליצור רעש בקווי תקשורת הפועלים במקביל לכבלי חשמל.רעש זה יכול להפחית את איכות אותות הטלפון ולשבש את מערכות התקשורת.

נושא מרכזי נוסף עם Triplen Harmonics הוא התחממות יתר של שנאי.רובוטריקים בנויים כדי לטפל ברמות הזרם והמתח הספציפיות.הרמוניות משולשות מגדילות את זרם ה- RMS (שורש ממוצע ריבוע) בפיתולי השנאי, וגורמים לחימום נוסף.אם השנאי לא נועד לטפל בחום נוסף זה, הוא יכול להוביל להתמוטטות בידוד וכישלון בסופו של דבר.

כדי להפחית את ההשפעות של הרמוניות משולשת, ניתן להשתמש בשנאים מיוחדים הנקראים שנאים מדורגים K.שנאים אלה נועדו להתמודד עם זרמים הרמוניים גבוהים יותר ללא התחממות יתר.יש להם מערכות קירור טובות יותר והם מיוצרים עם חומרים שיכולים לעמוד בחום הנוסף הנגרם על ידי הרמוניות.

רצף הרמוני

רצף הרמוני מתאר כיצד תדרים שונים של גלים חשמליים מקיימים אינטראקציה עם הגל הראשי, המסייע לנו להבין את השפעתם על מערכות הכוח.ישנם שלושה סוגים עיקריים של רצפים הרמוניים: חיוביים, שליליים ואפס.

הרמוניות של רצף חיובי

הרמוניות של רצף חיובי כוללות תדרים כמו ההרמוניות 1, הרביעית וה -7.הרמוניות אלה נעות באותו כיוון כמו הגל הראשי.הם מגדילים את הזרם במערכת ומייצרים חום נוסף ברכיבים.חום נוסף זה יכול לפגוע בבידוד, להפחית את יעילות המערכת ולגרום לרכיבים להתפרק מוקדם מהצפוי.במנועים, הרמוניות אלה משבשות את השדה המגנטי, מה שהופך את המנוע לרוץ פחות יעיל ומקצר את תוחלת החיים שלו.כדי לטפל בבעיות אלה, מועיל להשתמש בפילטרים או במכשירים אחרים כדי לפקח ולהפחתת ההרמוניות של הרצף החיובי.

הרמוניות שליליות של רצף

הרמוניות שליליות של רצף שלילי כוללות תדרים כמו ההרמוניה השנייה, החמישית וה -8.הרמוניות אלה נעות בכיוון ההפוך לגל הראשי.הם מצמצמים את כוחם של מנועים ויוצרים חום נוסף, העלול לפגוע בבידוד, לגרום לתנודות מכניות ולקצר את אורך החיים של מנועים ורכיבים אחרים.רובוטריקים יכולים גם לחוות הפסדים מוגברים והתחממות יתר בגלל הרמוניות אלה.ניטור והתקנת המסננים הנכונים יכול לעזור בניהול הרמוניות הרצף השלילי ואת ההשפעות השליליות שלהם.

הרמוניות של רצף אפס

הרמוניות של רצף אפס כוללות תדרים כמו ההרמוניות השלישית, השישית וה -9.הרמוניות אלה אינן יוצרות שדה מגנטי מסתובב אלא במקום זאת מצטברים בחוט הנייטרלי, וגורמים לו להתחמם יתר על המידה ולהיפגע.זה בעייתי במיוחד במערכות עם עומסים לא לינאריים.שימוש בשנאים מיוחדים ומסננים הרמוניים יכול לעזור בניהול החום הנוסף ולהפחית את התוכן ההרמוני במערכת, למנוע התחממות יתר ופגיעה בחוט הנייטרלי.

גורמים להרמוניות חשמליות

בהגדרות תעשייתיות, סוגים מסוימים של ציוד חשמלי גורמים לרוב לעיוות הרמוני.בעיה זו שכיחה במכשירים כמו כונני תדר משתנים (VFDs) וממירים.מכשירים אלה משנים זרם חילופי (AC) לכיוון זרם (DC) ואז ליצור פלט AC בתדר משתנה כדי לשלוט במהירויות המנוע במדויק ביישומים שונים.

במהלך המרה זו, מכשירים אלה שואבים זרם בדרך לא לינארית ולא אחידה, במקום בדרך החלקים, דמויי הגל של עומסים רגילים.משיכת זרם לא אחידה זו מוסיפה רכיבים הרמוניים למערכת החשמל, וגורמת לעיוות מתח.הסיבה העיקרית לתיקו זרם לא אחיד זה היא החלקים האלקטרוניים הפנימיים, כמו מיישרים ומעגלים מיתוג, אשר מושכים רק זרם בזמנים מסוימים במהלך מחזור ה- AC.לדוגמה, VFD השולט במנוע תעשייתי משנה תחילה את ה- AC הנכנס ל- DC ואז משתמש במהפך כדי ליצור פלט AC בתדר משתנה כדי להתאים את מהירות המנוע.שלב התיקון כולל החלפת חלקים שמושכים זרם בפרצים, ולא ברציפות.פרץ זרם זה מעוות את צורת הגל ויוצר הרמוניות.

הרמוניות אלה עלולות לגרום למספר בעיות במערכת כוח תעשייתית.הם יכולים להגביר את החימום בשנאים ובחלקים חשמליים אחרים, ולהפחית את היעילות שלהם ואת תוחלת החיים שלהם.עיוות הרמוני יכול גם לגרום לציוד אלקטרוני רגיש לתקלה, להגדיל את הפסדי האנרגיה ועלולים להפריע למערכות תקשורת.

כדי להפחית את ההשפעות הללו, יצרני ציוד מתכננים את מוצריהם כדי לעמוד בסטנדרטים של תאימות אלקטרומגנטית (EMC).תקנים אלה מגבילים את כמות העיוות ההרמוני שהמכשירים שלהם יכולים להכניס למערכת הכוח.תקני EMC מבטיחים כי מכשירים בודדים אינם גורמים לעיוות מוגזם העלול להשפיע על מערכת הכוח כולה.עם זאת, אפילו עם ציוד תואם EMC, ההשפעה המשולבת של מכשירים רבים הפועלים בו זמנית עדיין יכולה לגרום לעיוות הרמוני משמעותי.זה גורם לחובה לפקח ולנהל באופן פעיל הרמוניות במסגרות תעשייתיות.

בעיות המועדות להתרחש ברמות הרמוניות גבוהות יותר

בעיות במנועים ובגנרטורים

הרמוניות עלולות לגרום לבעיות גדולות במנועים ובגנרטורים.החום הנוסף שנוצר על ידי זרמים הרמוניים יכול לפרק את הבידוד ולהכניס לחץ על חלקי המכונה.זה יכול לגרום למכונות אלה להיכשל מוקדם יותר, לקיים חיים קצרים יותר, וזקוקים לתיקונים נוספים.רטט הרמוני יכול גם לגרום לבלאי על המכונות, ולהחמיר את הבעיה.

יעילות נמוכה יותר

ההרמוניות מחמירות את ההפסדים ההתנגדות (הפסדים של I²R) בחוטים ושנאים.הפסדים אלה יוצרים חום נוסף, מה שהופך את מערכת הכוח ליעילה פחות.החום הנוסף יכול להאיץ את הזדקנות חומרי הבידוד, מה שמוביל לכישלונות תכופים יותר ולשימוש באנרגיה גבוהה יותר.

טיולי מפסק לא מתוכננים ונתיכים מנופחים

רמות הרמוניות גבוהות עלולות לגרום למפסקים לטיול ונתיכים לפוצץ ללא סיבה טובה.זה קורה מכיוון שהרמוניות עלולות לגרום לחום רב מדי והפרעות מגנטיות במכשירי בטיחות אלה, ולגרום להם לעבוד בצורה לא נכונה.שילוב לא רצוי זה יכול להפריע לפעולות, לגרום לשבתה לא מתוכננת ולהזדקק לתחזוקה רבה יותר.

בעיות עם ציוד אלקטרוני

מכשירים אלקטרוניים רגישים מאוד לעיוות הרמוני.הרמוניות עלולות לגרום לבעיות במכשירים כמו מחשבים, ציוד תקשורת ואלקטרוניקה רגישה אחרת.ההפרעה מתדרים הרמוניים עלולה להתעסק בנתונים, לגרום לשגיאות תקשורת ולהפחית את הביצועים, ולדרוש סינון והגנה נוספים.

תהודה בלתי צפויה

תדרים הרמוניים יכולים להתערבב עם התדרים הטבעיים של מערכת הכוח, ולגרום לתהודה.תהודה זו עלולה לחזק את הזרמים והמתחים הרמוניים, מה שמוביל למתח -יתר, התחממות יתר ופגיעה אפשרית לציוד.מציאת ותיקון תנאים מהדהדים מסייעת במניעת תקלות חמורות במערכות חשמל.

פתרונות להפחתת הרמוניות

התקנת פילטרים

פילטרים הם פיתרון מעשי וחסכוני להפחתת הרמוניות במערכות הפצת חשמל.פילטרים הרמוניים נועדו לחסום או להפחית תדרים הרמוניים ספציפיים, ומאפשרים רק לתדר הבסיס לעבור.תהליך זה מסייע בניקוי צורת הגל החשמלית והפחתת ההשפעות השליליות של הרמוניות.

ליישם פילטרים ביעילות, עריכת סקרים הרמוניים היא הכרחית.סקרים אלה כוללים שימוש במנתחי איכות כוח כדי למדוד את הרמות והסוגים של הרמוניות הקיימות במערכת.על ידי זיהוי התדרים ההרמוניים הספציפיים ומקורותיהם, מהנדסים יכולים לתכנן ולהתקין פילטרים המותאמים לטיפול בצרכים הספציפיים של המערכת.ישנם סוגים שונים של פילטרים זמינים, כגון פילטרים פסיביים, פעילים והיברידיים, שלכל אחד מהם היישומים והיתרונות הספציפיים שלה.פילטרים פסיביים מורכבים ממשרנים, קבלים ונגדים.הם מכוונים לסינון תדרים הרמוניים ספציפיים.מסננים פסיביים הם חסכוניים ופשוטים ליישום אך יכולים להיות מגושמים ופחות גמישים במערכות דינמיות.מסננים פעילים משתמשים באלקטרוניקה חשמלית כדי לסתור באופן דינמי עיוות הרמוני.הם מגוונים יותר ויכולים להסתגל לפרופילים הרמוניים משתנים בזמן אמת.מסננים פעילים יקרים יותר אך מספקים ביצועים מעולים בתנאי עומס משתנים.מסננים היברידיים משלבים רכיבי פילטר פסיביים ופעילים כדי לייעל את הביצועים והעלות.הם מציעים גישה מאוזנת, ומספקים הפחתה הרמונית אפקטיבית עם השקעה מתונה.

באמצעות שנאי K-Factor High

איור 5: שנאי K-Factor גבוה וצורת הגל הנוכחית שלו

שנאי K-Factor גבוהים מיועדים להתמודד עם החום הנוסף הנגרם על ידי זרמים הרמוניים."K-Factor" הוא דירוג שמראה עד כמה שנאי יכול להתמודד עם הזרמים האלה מבלי להתחמם מדי.לשנאים אלה יש מערכות בידוד וקירור טובות יותר לניהול החום הנוסף מהרמוניות.הם יכולים להיפטר מהחום הנוסף, למנוע נזק ולהפוך את חיי השנאי יותר.על ידי טיפול ברמות הרמוניות גבוהות יותר, רובוטריקים אלה מורידים את הסיכון להתחממות יתר וכישלון, מה שהופך את מערכת חלוקת הכוח לאמינה יותר.

שימוש בשנאים גבוהים של K-Factor דורש תכנון מדוקדק.הם עולים יותר וקשה יותר להתקנה מאשר שנאים רגילים.התהליך מתחיל בבדיקה מפורטת כדי להבין את דירוג K-Factor הדרוש לשימוש הספציפי.בדיקה זו כוללת התבוננות בתוכן ההרמוני של העומס והבנה כיצד הוא משפיע על השנאי.מהנדסים משתמשים בכלים למדידת הרמות ההרמוניות ולחישוב החום הנוסף הנגרם על ידי הרמוניות אלה.

לאחר קביעת דירוג ה- K-Factor הנכון, השלב הבא הוא לאזן את היתרונות לטווח הארוך לעומת העלויות הראשוניות.שנאי K-Factor גבוהים מצמצמים את צרכי התחזוקה ומשפרת את האמינות, שיכולה לפצות על עלויות הרכישה וההתקנה הגבוהות שלהם לאורך זמן.עם זאת, התקנת רובוטריקים אלה היא מורכבת, ולכן נדרש תכנון זהיר כדי למזער את ההפרעה.זה כולל תזמון השבתה אפשרית להחלפה או התקנת השנאי ושקול כל ההשפעות על הפעולות.

סקרי איכות כוח רגילים

יש צורך בבדיקות איכות כוח רגילות לשמירה על בריא מערכות חשמל ופועל היטב.בדיקות אלה כוללות מדידה שיטתית של תכונות חשמליות כדי למצוא ולתקן בעיות פוטנציאליות מוקדם.על ידי ניטור מתמיד של איכות הספק, אנו מבטיחים כי ציוד חשמלי יעבוד היטב, נמשך זמן רב יותר ואמין יותר.יש לנקוט במדידות בנקודות מפתח במערכת, כמו היכן הכוח נכנס ובפלנלי ההפצה.איסוף נתונים רגיל עוזר לאתר דפוסים שעלולים להראות בעיות מתפתחות, כמו הגדלת רמות רעש חשמלי או שינויי מתח.מדדי איכות החשמל, המודדים מתח, זרם, רעש חשמלי ושינויים פתאומיים, הם הכלים העיקריים המשמשים בבדיקות אלה.מטרים מתקדמים רושמים נתונים לאורך זמן, תוך מתן תמונה מלאה של מגמות איכות כוח.התבוננות בנתונים אלה מסייעת למצוא הבדלים מתנאים רגילים, ומאפשרת תיקונים בזמן והפחתת הסיכון להתפרקות ציוד.

עמידה בתקני IEEE 519

תקני IEEE 519 קובעים כללים לרמות מקובלות של מתח ועיוות זרם במערכות חשמל.כללים אלה מסייעים במניעת נזק לציוד ומבטיחים אמינות המערכת.

הטבלה שלהלן מציגה את תקני IEEE 519-2014 לעיוות הרמוני מוחלט (THD) במתח ובזרם לרמות מתח שונות:

איור 6: טבלה המציגה גבולות עיוות הרמוני כולל (THD) למתח וזרם ברמות מתח שונות

מנתחי איכות כוח הם כלים המסייעים במדידת הרמוניות עד ההרמוני ה -511.מנתחים אלה מספקים נתונים מפורטים המאפשרים ניטור וניהול מדויק של איכות הכוח.הם עוזרים בזיהוי תדרים הרמוניים ספציפיים וגדליהם, ומאפשרים פתרונות ממוקדים.

ניטור קבוע של איכות הכוח מבטיח שרמות הרמוניות יישארו בגבולות מקובלים ומסייע באיתור בעיות פוטנציאליות מוקדם.ניהול הרמוניות כרוך למעשה במציאת ותיקון מקורות עיוות, כמו התקנת פילטרים הרמוניים ושדרוג שנאי.

מַסְקָנָה

הרמוניות במערכות חשמל יכולות לגרום לבעיות רבות, כמו התחממות יתר, כשלים בציוד וחוסר יעילות.על ידי הבנת הסוגים השונים של הרמוניות - ODD, Elge ו- Triplen - וכיצד הם משפיעים על חלקים חשמליים, מהנדסים יכולים לחזות טוב יותר ולתקן בעיות אלה.שימוש בפתרונות כמו פילטרים הרמוניים, שנאים מיוחדים המטפלים בחום נוסף ובדיקות רגילות של איכות כוח עוזרות לשמור על מערכות אמינות ויעילות.בעקבות תקני IEEE 519 מבטיח שרמות הרמוניות יישארו בגבולות בטוחים, ומגנים על ציוד וגם על פעולות.ניהול הרמוניות היטב לא רק גורם למערכות החשמל להימשך זמן רב יותר, אלא גם משפר את הביצועים ומפחית את עלויות התחזוקה, מה שהופך אותה לחלק מרכזי בהנדסת החשמל המודרנית.

שאלות נפוצות [שאלות נפוצות]

1. מהן הסכנות של הרמוניות?

הסכנות בהרמוניות כוללות התחממות יתר של ציוד חשמלי, כשל בבידוד בטרם עת, הפסדים מוגברים, תקלה באלקטרוניקה רגישה, שילוב מטרד של מפסקי מעגלים ותנאי תהודה פוטנציאליים העלולים לגרום נזק קשה לרכיבים.

2. מהן ההשפעות של הרמוניות על איכות הכוח והפסדים במערכות חלוקת הכוח?

ההרמוניות משפלות את איכות הכוח על ידי עיוות מתח מתח וצורות גל זרם, מה שמוביל להפסדים מוגברים בשנאים ומוליכים, הפחתת היעילות, התחממות יתר והפרעה לציוד רגיש, מה שעלול לגרום לכישלונות תפעוליים ולעלויות תחזוקה מוגברת.

3. מהו הגורם העיקרי להרמוניות במערכת חשמל?

סיבה עיקרית להרמוניות במערכת חשמל היא נוכחות של עומסים לא לינאריים כמו כונני תדר משתנים, ממירים, מיישרים ומכשירים אלקטרוניים אחרים שמושכים זרם באופן לא סינוסואידי, ומכניס לזרמים הרמוניים למערכת.

4. מה ההשפעה של הרמוניות על גורם ההספק של מערכת הפצה?

הרמוניות משפיעות לרעה על גורם ההספק של מערכת הפצה על ידי הגדלת הכוח לכאורה, מה שגרם למשוך זרם רב יותר לאותה כמות של כוח אמיתי.התוצאה היא יעילות נמוכה יותר ועלויות תפעול גבוהות יותר כתוצאה מהפסדים מוגברים ויכולת הפחתת רכיבי המערכת.

5. מהן ההרמוניות במערכת חלוקת חשמל חשמלית?

הרמוניות במערכת חלוקת חשמל הן זרמים או מתחים בתדרים שהם מכפילים שלמים של תדר הבסיס (60 הרץ בארה"ב).הם נובעים מעומסים לא לינאריים וגורמים לעיוות בצורת הגל, מה שמוביל לבעיות תפעוליות ויעילות שונות במערכת.