Co jsou harmonické energetické systémy?

Harmonické systémy jsou vedlejší produkty elektronických zařízení, která se vyskytují, když jsou určité typy připojeny k energetickým systémům. Zařízení, jako jsou nepřerušitelné napájecí zdroje, osobní počítače a disky s proměnlivou frekvencí, vytvářejí harmonické energetické systémy, když namísto hladkým způsobem čerpají energii v krátkých pulsech. Účinky těchto harmonických mají za následek zkreslení napětí a problémů, které negativně ovlivňují výkonnost systémů. Cílem zdrojů elektrického napájení je důsledně poskytovat sinusoidální napětí. Pokud jsou nelineární zatížení nebo jakékoli zařízení, které používá přepínání napájení v pevném stavu k transformaci střídavého proudu k přímému proudu, jsou připojeny ke zdroji energie, má za následek harmonické systémy. Lineární zatížení má vztah kontinuálního proudu, ve kterém je výkon úměrný napětí, přičemž obě vlny mají stejný tvar. Příklady lineárních zatížení jsou žárovky, motory a ohřívače.

Harmonické zatížení produkujícího proud jsou nelinovéucho, kde se průběhy proudu a napětí liší od sebe navzájem. Když takové zatížení čerpá výkon, harmonické napětí je generováno impedancí v systému. Feromagnetická zařízení, vypouštěcí osvětlovací jednotky a oblouková zařízení jsou některé příklady nelineárních zatížení. Účinky harmonických energetických systémů mohou být poměrně závažné v závislosti na velikosti zkreslení napětí.

V mnoha ohledech je jeho účinek srovnatelný s tím, jak stres ovlivňuje lidské tělo nepříznivě. Vysoké úrovně harmonického zkreslení mohou mít za následek provoz sporadického vybavení, neefektivnosti napájecího systému a dokonce i odstavení. Celý systém distribuce užitků a všechna připojená zařízení může být ovlivněna na různých úrovních mnoha způsoby. Například harmonické energetické systémy mohou snížit životnost kondenzátorů nebo je způsobit, že selhají nebo prasknou. Komponenty mohou zakopnout, vyhodit do vzduchu nebo být poškozeny bez jakéhokoli rozeznatelného cauSE.

Harmonické zkreslení napětí způsobují, že generátory fungují nestabilním způsobem a přehřátí vinutí v transformátorech. Zařízení, jako jsou telefony a počítače, mohou přerušit nebo vykazovat rušení. Uživatelé mohou skončit s nadměrnými účty za energii kvůli nesprávným zaznamenáváním měření energie.

Technici používají mnoho metod ke snížení harmonických energetických systémů, od účinnějších návrhů po izolaci a delta-delta transformátory. S lepším designem mohou být harmonické sníženy omezením nelineárních zatížení na určité procento kapacity transformátoru. Delta-delta transformátory směřují vztahy fáze pomocí různých technik, které jsou také prospěšné. Izolační transformátory se pokoušejí vyřešit problém tím, že vystoupí a odstoupí dolů na systémové napětí, aby odpovídaly.