Αρμονικές σε Σύγχρονα Συστήματα Ηλεκτρικής Ενέργειας: Ορισμός, Αιτίες και Λύσεις

Η κατανόηση των αρμονικών: Μια αυξανόμενη ανησυχία στα ενεργειακά συστήματα

Καθώς τα σύγχρονα συστήματα ενέργειας εξελίσσονται με ταχείς εξελίξεις στην ηλεκτρονική ισχύος, ένα ζήτημα έχει γίνει όλο και πιο κρίσιμο αλλά συχνά παραβλέπεται: τα αρμονικά.Η ενσωμάτωση συσκευών ημιαγωγών υψηλής ισχύος, όπως θειριστέςΗ διαμόρφωση των ηλεκτρικών δικτύων με τη χρήση των νέων τεχνολογιών, όπως τα MOSFET και τα IGBT, έχει οδηγήσει σε σημαντική αύξηση των μη γραμμικών φορτίων στα δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας.∆ιαφορετικά με την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας δεν μπορεί πλέον να αγνοηθεί..

Σε προηγούμενα συστήματα που κυριαρχούνταν από γραμμικά φορτία, η ποιότητα της ενέργειας ήταν σε μεγάλο βαθμό ευθύνη της εταιρείας κοινής ωφέλειας.Δείκτες ποιότητας ισχύος, όπως οι αρμονικέςΗ σαφής κατανόηση των αρμονικών είναι απαραίτητη για οποιονδήποτε εμπλέκεται στον σχεδιασμό, τη λειτουργία ή την αντιμετώπιση προβλημάτων του συστήματος.

1Τι είναι οι Αρμονικές;

Σύμφωνα με το εθνικό πρότυπο της Κίνας GB/T 24337 (Πρόσθετη ποιότητα ενέργειας - Διααρμονικές συστάσεις στα δημόσια δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας),Οι αρμονικές ορίζονται ως τα συστατικά ενός ηλεκτρικού σήματος των οποίων οι συχνότητες είναι ακέραιοι πολλαπλάσιοι της βασικής συχνότητας του συστήματος.

Στην Κίνα, η τυπική συχνότητα πλέγματος είναι 50Hz. Οι αρμονικές στα 100Hz, 150Hz, 200Hz, κλπ., αναφέρονται ως 2η, 3η, 4η αρμονικές, κλπ. Οι αρμονικές μπορούν να ταξινομηθούν με δύο βασικούς τρόπους:

Κατά σειράΘετική ακολουθία, αρνητική ακολουθία και μηδενική ακολουθία.

Με πολλαπλάσιο συχνότητας:

• Ασυνήθιστες αρμονικές(3η, 5η, 7η κλπ.)
• Αρμονικές ίσης τάξης(2ος, 4ος, 6ος κλπ.)

Οι παράξενες αρμονικές είναι πιο συχνές στην πράξη και μπορούν να παρακολουθούνται μέσω δεδομένων back-end του συστήματος ή εργαλείων ανάλυσης μορφής κύματος.

2Τι προκαλεί τις αρμονικές;

Οι αρμονικές συνήθως προέρχονται όταν οι σινουσοειδείς τάσεις εφαρμόζονται σε μη γραμμικά φορτία.

• Εξοπλισμός ηλεκτρονικής ισχύος: κινητήρες μεταβλητής συχνότητας (VFD), ευθυγραμμιστές και μετατροπείς, οι οποίοι παράγουν κυρίαρχες αρμονικές 3ης, 5ης, 7ης και υψηλότερης τάξης.
• Βιομηχανικά μηχανήματα: Φούρνοι τόξου, φθοριούχοι φωτισμοί και θερμαντήρες επαγωγής.

Αυτές οι συσκευές διαταράσσουν τη γραμμική σχέση μεταξύ τάσης και ρεύματος, προκαλώντας στρέβλωση της μορφής κύματος και την εισαγωγή αρμονικών ρευμάτων στο σύστημα.σφάλμα μόνωσης, δυσλειτουργία του εξοπλισμού, ψευδείς ενεργοποιήσεις, ακόμη και ευρεία αστάθεια του συστήματος.

Τα τελευταία χρόνια, η αύξηση των συστημάτων ανανεώσιμης ενέργειας (π.χ. φωτοβολταϊκών και αιολικών) έχει οδηγήσει στην εισαγωγή περισσότερων μετατροπών και μετατροπών στο δίκτυο,αύξηση του αρμονικού αποτυπώματος και θέσπιση υψηλότερων απαιτήσεων στον σύγχρονο έλεγχο του συστήματος ηλεκτροδότησης.

3Πώς να μετριάσετε τις αρμονίες: Μια πολυεπίπεδη στρατηγική

Η αποτελεσματική αρμονική μείωση απαιτεί συνδυασμό προληπτικού σχεδιασμού, στρατηγικής επιλογής εξοπλισμού και διορθωτικών τεχνολογιών.

(1) Έλεγχος από την πλευρά της πηγήςΜε την βελτιστοποίηση του σχεδιασμού φορτίου και την επιλογή συσκευών χαμηλής αρμονίας, η παραγωγή αρμονικών μπορεί να ελαχιστοποιηθεί στην πηγή.

(2) Προστασία του εξοπλισμού: Για ευαίσθητες συσκευές, εφαρμόστε στρατηγικές απομόνωσης ή μετριασμού των ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών (EMI) για τη μείωση της επίδρασης των αρμονικών.

(3) Διαλύματα φίλτρωσης:

• Παθητικά φίλτρα: οικονομικά αποδοτικό και κατάλληλο για το φιλτράρισμα ειδικών αρμονικών σταθερής συχνότητας.
• Ενεργά φίλτρα: Πιο ευέλικτοι και αποτελεσματικοί σε δυναμικά περιβάλλοντα αλλά με υψηλότερο κόστος.

Σημείωση: Η ανάπτυξη του φίλτρου πρέπει να αξιολογείται προσεκτικά για να αποφεύγεται πιθανός συντονισμός με το πλέγμα.

Συμπεράσματα

Η αρμονική στρέβλωση είναι ένα όλο και πιο επείγον ζήτημα στα σύγχρονα συστήματα ενέργειας.και μετριασμός των αρμονικών πρέπει να καταστούν συνήθης πρακτική για τους μηχανικούς και τους επαγγελματίες της ενέργειαςΜε τις κατάλληλες γνώσεις και τα κατάλληλα εργαλεία, η ποιότητα της ηλεκτρικής ενέργειας μπορεί να διαφυλαχθεί, εξασφαλίζοντας τόσο την αξιοπιστία όσο και την αποτελεσματικότητα της επόμενης γενιάς ηλεκτρικών δικτύων.

Επικοινωνήστε μαζί μας για δωρεάν αξιολόγηση και προσαρμοσμένη λύση:

Ηλεκτρονικό:overseas@fengguang.com

Προσθέστε:Ο δρόμος Jincheng, ζώνη οικονομικής ανάπτυξης, επαρχία Wenshang, επαρχία Shandong, Κίνα.