Harmooniliste mõju analüüs elektrienergiale

Harmooniliste allikad

Harmooniliste tekkepõhjuseid on palju, seega on allikaid suhteliselt palju ja ka kasutatavate seadmete tüübid näitavad teatud mitmekesiseid omadusi. Nende hulgas on peamised harmooniliste allikad elektrivõrgu trafode rühmad, tööstuslikud elektrikaarahjud, suuremad ühefaasilised jõuelektroonikaseadmed ning lai valik alaldiseadmeid ja vahelduvpinge reguleerimise seadmeid.

Harmooniliste kahjulik analüüs

Harmooniliste olemasolu elektrisüsteemis on samaväärne elektrisüsteemi saasteallikaga ning saasteobjektiks on peamiselt elektrisüsteemi elektromagnetiline keskkond. Elektrisüsteemi olulise keskkonnakomponendina näitab elektromagnetiline keskkond erineva harmooniliste astme mõjul erinevaid ohte. See minimaalne kahjulikkus vähendab aga ka elektriseadmete töö efektiivsust ning kõige tõsisemad tagajärjed võivad kaasa tuua elektrisüsteemi stabiilse ja ohutu töö ning elektriseadmete kahjustumise. Harmooniliste genereerimise kahjustamine hõlmab eelkõige järgmisi aspekte:

(1) Elektriseade kuumeneb harmooniliste mõjul ebanormaalselt ja lisakadu on liiga suur. Kuigi harmoonilise voolu ja põhivoolu vahel on suur vahe, süvendavad harmoonilised voolud seadme nahaefekti ja efektiivne takistus suureneb nahaefekti tuvastamise protsessis. Mõnede eriseadmete puhul tekivad ka suured pöörisvoolu kadud ja hüstereesikadud, näiteks raudsüdamikuga elektriseadmete puhul. Kui lainekuju on teatud määral moonutatud, suurendab suure amplituudiga tipplaine osalist tühjenemist. Selliste suurte tarbimistingimuste korral on elektriseadme kasutusiga lihtne lühendada.

(2) Mootor võib põhjustada mehaanilist vibratsiooni. Harmooniliste voolude mõjul tekitab mootori pöörlev magnetväli pulseerivat pöördemomenti, mis võib põhjustada mootori vibratsiooni. Mootori loomuliku sageduse mõjul võib selline vibratsioon kergesti põhjustada kahjulikumat mehaanilist vibratsiooni, ohustades seeläbi elektriseadmete kvaliteeti ja isegi inimeste elusid.

(3) Arvutiseadmete ja muude automaatjuhtimisseadmete häired. Tavapärastes tingimustes on automaatjuhtimisseadmed ja muud seotud automaatjuhtimissüsteemid projekteeritud normaalse voolu ja koormuspinge alusel. Harmooniliste tekkides ei võta automaatjuhtimissüsteem seda mõjutegurit arvesse, mistõttu on häired kergesti mõjutanud selle juhtimisfunktsiooni toimimist. Kui harmooniliste saasteaste on suur, on võimalik muuta ka automaatjuhtimissüsteemi tööprotseduure, põhjustades valejuhtimist. Selline mõju mõjutab tõsiselt tegelikku tootmist ja toimimist ning võib põhjustada isegi pöördumatuid ohutusõnnetusi.