نحوه یافتن هارمونیک در سیستم های الکتریکی

فروشگاه بانه حراج یکی از بهترین مراکز خرید تلویزیون در تهران می باشد.

خرید تلویزیون در تهران را می توانید با بهترین قیمت از فروشکاه بانه حراج تهیه کنید.

برای مشاوره رایگان تماس بگیرید

09901680274

هارمونیک در الکتریسیته چیست؟

هارمونیک ها جریان ها یا ولتاژهایی با فرکانس هایی هستند که مضربی صحیح از فرکانس توان اصلی هستند که در ایران 50 هرتز است. اگر اولین فرکانس اساسی 50 هرتز باشد، دومی 100 هرتز و سومی 150 هرتز است. منبع بالقوه لامپ های سوسوزن ماشین آلات با نوسانات سریع در جریان بار یا ولتاژ است. این ماشین‌ها شامل موتورهای بزرگ هنگام راه‌اندازی، ماشین‌هایی با مبدل‌های سیکلونی مانند محرک‌های فولاد نورد و نوار نقاله های معدن، و همچنین ماشین‌هایی هستند که از مبدل‌های فرکانس ساکن مانند موتورهای AC و کوره‌های قوس الکتریکی استفاده می‌کنند.

نحوه یافتن هارمونیک

 گرم شدن بیش از حد ترانسفورماتورها و قطع شدن کلید های اتوماتیک کمپکت می تواند نشانه ای از مشکلات هارمونیک باشد و زمانی رخ می دهد که بارهای غیر خطی که جریان را در پالس های ناگهانی را به جای سینوسی صاف می کشند. در نتیجه باعث می شوند که جریان های هارمونیک به قسمت های دیگر سیستم قدرت انتقال یابد.

اعوجاج هارمونیک کامل

وضعیت هارمونیک ها در سیستم را می توان به روش های مختلفی بیان کرد و اولین آن اعوجاج هارمونیک کل یا THD است. THD مجموع تمام اثرات هارمونیک است. معمولاً این تا مضرب 50 فرکانس اساسی سیستم قدرت (50 هرتز)، در 2.5 کیلوهرتز یا طبق برخی دستور العمل ها مضرب 40 (2 کیلوهرتز) اندازه گیری می شود. این مقدار THD از نظر سلامت کیفیت توان اغلب به ولتاژ اعمال می شود. اثرات هارمونیک ولتاژ باید کمتر از 8 درصد نسبت به ولتاژ پایه باشد.

اولین سطح بررسی، شناسایی درصد هر هارمونیک جداگانه، 2، 3، 4، 5 تا 50 خواهد بود.

نموداری که درصد هر هارمونیک مجزا را نمایش می دهد به عنوان طیف هارمونیک شناخته می شود.

این طیف هارمونیک نمونه یک روند بسیار معمولی را نشان می دهد. ولتاژ THD در حد متوسط در حدود 3.5 درصد در هر فاز است. توجه داشته باشید که چگونه بزرگترین هارمونیک ها به ترتیب در 5 و 3 قرار دارند و کمی بعد از 7 هارمونیک ها خیلی سریع کاهش می یابد. این هارمونیک ها توسط منابع تغذیه حالت سوئیچ که توسط تجهیزات الکترونیکی مانند رایانه ها، مانیتورها، تلویزیون ها و روشنایی LED استفاده می شود، تولید می شوند. پیشگیری یا کاهش با افزودن فیلتر متشکل از مقاومت‌ها، خازن‌ها و سلف‌ها انجام می‌شود. با گنجاندن این فیلتر در محصول، تولیدکننده را قادر است محصولاتی را عرضه کند که مطابق با استاندارد جهانی باشد.

اگر هارمونیک های فعلی را در نظر بگیریم، تصویر بسیار متفاوتی را می بینیم:

در اینجا ما سطحی از اعوجاج تا 40 درصد را داریم. جریان در این مورد در مقایسه با مقدار جریان مورد نظر مدار کم است. ما این دو مقدار را به صورت IL (جریان بار) و ISC (جریان اتصال کوتاه) توصیف می کنیم. وقتی ISC به اندازه کافی بالاتر از IL باشد، THD برای جریان مهم نیست. دلیل این امر این است که اگر اختلاف زیادی در این جریان ها وجود داشته باشد، هارمونیک های ولتاژ به احتمال زیاد تحت تأثیر قرار نمی گیرند.

علل هارمونیک‌های الکتریکی

در یک محیط صنعتی، علل اعوجاج هارمونیک اغلب تجهیزات الکتریکی در مجموعه است. نحوه یافن هارمونیک درکارخانه‌های صنعتی مدرن که تجهیزات زیادی دارند،پیچیده است. این تجهیزات به اعوجاج کلی کمک می کنند بطور مثال درایوهای فرکانس متغیر و موتورهای الکتریکی که توسط اینورترها هدایت می‌شوند. این درایوها ولتاژ و جریان AC معمولی را برای تبدیل آن به DC می گیرند و سپس یک خروجی فرکانس متغیر ایجاد می کنند تا بتوان موتورها را با دقت بیشتری کنترل کرد. هنگامی که جریان به اینورتر کشیده می شود، به عنوان یک موج سینوسی خالص در نظر گرفته نمی شود، بلکه جریان نامنظمی را برای شارژ اجزایی که در انتهای جلوی اینورتر قرار دارند، می گیرد.

 این جریان نامنظم جریان و در نتیجه ولتاژ را مخدوش می کند. این اینورترها ممکن است برای به حرکت درآوردن موتورهایی که بخشی از فرآیند صنعتی هستند مانند پمپاژ آب خنک کننده یا گرمایشی، مواد مایع، نوار نقاله های متحرک یا فن های خنک کننده استفاده شوند. انواع دیگر کنترل های الکترونیکی نیز بخشی از این فرآیند خواهند بود و هر یک مقداری اعوجاج ایجاد می کنند. وقتی همه این تجهیزات به یک شبکه متصل می شوند، اعوجاج به طور کلی افزایش می یابد.

سازندگان تجهیزات موظفند اطمینان حاصل کنند که تجهیزات آنها سطوحی از اعوجاج غیرمجاز ایجاد نمی کند، به همین دلیل است که استانداردهای EMC تجهیزات برای جلوگیری از این امر وجود دارد. اما در برخی موارد که کاربر ترکیبی منحصر به فرد از اعوجاج بیش از حد انتظار را در یک شبکه الکتریکی نزدیک به ظرفیت ایجاد می کند، اعوجاج می تواند شدید شود و سایر تجهیزات را تحت تأثیر قرار دهد. 

نحوه کاهش هارمونیک‌ها در سیستم های قدرت

دو راه حل ممکن برای این وجود دارد.

با نصب فیلتر هارمونیک ها را کاهش دهید

ترانسفورماتور را با ضریب K بالا جایگزین کنید که می تواند اعوجاج را کنترل کند

از بین این دو راه حل، هر دو مزیت و پیامدهای هزینه ای دارند.

نصب فیلترها بسته به منبع اعوجاج هارمونیک می تواند از نظر اقتصادی و فنی بسیار موثر باشد. برای کشف منبع(های) خاص نیاز به بررسی هارمونیک تجهیزات متصل به سیستم است. یک مکان خوب برای شروع با بزرگترین درایوهای الکترونیکی است – در نظر بگیرید که کدام تجهیزات بالاترین جریان را می‌کشند، مانند درایوهای بزرگ یا سیستم‌های UPS پرقدرت، تا بفهمید کدام یک دارای بالاترین THD هستند. بدترین حالت این است که شما به یک سیستم بزرگتر نیاز دارید، اما یک بار دیگر، یک تامین کننده می تواند راه حل مناسب را راهنمایی کند.

تعویض ترانسفورماتور مشکل تر است. برای کشف ضریب K – اثر گرمایش ناشی از هارمونیک ها، هنوز به بررسی هارمونیک نیاز است. ضریب K از هارمونیک ها با استفاده از روش توصیه شده IEEE به دست می آید، با این حال، یک ابزار مناسب این را برای شما محاسبه می کند. ترانسفورماتورهای دارای ضریب K گرانتر از ترانسفورماتورهای استاندارد هستند و زمان خرابی برای نصب یک ترانسفورماتور جدید می تواند مختل کننده باشد و خرابی قابل توجهی ایجاد کند. با این حال، در برخی موارد، این ممکن است تنها راه حل قابل اجرا باشد.

 

یک نکته مهم

موضوع تکراری در اینجا این است که اندازه گیری ها تفاوت را ایجاد می کنند نقش زیادی در نحوه یافتن هارمونیک دارند. شامل دانستن سلامت سیستم شما برای حفظ تجهیزات شما برای دریافت بهترین ارزش از آن و حفظ مصرف معقول انرژی مهم است. بررسی های کیفیت برق باید به عنوان تعمیر و نگهداری معمول در نظر گرفته شود و با انجام اندازه گیری های منظم می توانید هرگونه تغییری را که ممکن است رخ دهد کشف کنید تا بتوانید مشکلات احتمالی را پیدا کرده و زودتر آنها را برطرف کنید.

دوره بین نظرسنجی ها به خودتان بستگی دارد، اما باید انتظارات خود را از قابلیت اطمینان سیستم در نظر بگیرید – هر چه انتظارات بالاتر باشد، نظرسنجی منظم تر است. مثلا ماهانه، سه ماهه، هر نیم سال یا اگر احساس می کنید مشکلی ندارید، سالانه باشد. اگر ساختار هارا ایجاد کرده باشید، انجام منظم سنجش نباید آنقدرها هم سخت باشد.

مهمترین نکات سنجش هارمونیک

  • محل اندازه گیری را هوشمندانه انتخاب کنید. به دنبال نقاط بحرانی در شبکه باشید که در آن تجهیزات ممکن است مشکلاتی ایجاد کنند و حساس تر باشند.
  • هر بار در یک مکان نصب کنید.
  • سوالاتی از اپراتورها درباره تجهیزات و تجربیات آنها و آنچه در ذهنشان می گذرد گوش دهید
  • روندها را مشاهده کنید و سیب را با سیب برای همبستگی ساده مقایسه کنید.
  • اطلاعات گذشته را در صورت وجود بررسی کنید.
  • با جمع‌آوری داده‌های این بررسی، می‌توانید سیستم الکتریکی مورد نظر را به بهترین شکل کنترل و طول عمر تجهیزات الکتریکی خود را حفظ کنید.

دیدگاهتان را بنویسید

درخواست نمایندگی یا عامل فروش