Vad är kraftsystemharmonik?
Kraftsystemharmoniker är biprodukter från elektroniska enheter som uppstår när vissa typer är anslutna till kraftsystem. Enheter som avbrottsfri strömförsörjning, persondatorer och frekvensomriktare skapar kraftsystemharmonik när de drar kraft i korta pulser istället för på ett smidigt sätt. Effekterna av dessa övertoner leder till förvrängda spänningar och problem som negativt påverkar systemens prestanda.
Elektriska matningskällor syftar till att leverera sinusformade spänningar konsekvent. När icke-linjära laster eller någon enhet som använder strömbrytartillbehör för fast tillstånd för att omvandla växelström till likström är ansluten till en strömkälla, resulterar det i kraftsystemharmonik. En linjär belastning har ett kontinuerligt strömförhållande där kraften är proportionell mot spänningen med båda vågorna med samma form. Glödlampor, motorer och värmare är några exempel på linjära belastningar.
De harmoniska strömproducerande laster är olinjära, där ström- och spänningsvågformerna skiljer sig från varandra i form. När en sådan last drar energi genereras harmoniska spänningar av impedansen i systemet. Ferromagnetiska enheter, urladdningsbelysningsenheter och ljusbågar är några exempel på olinjära belastningar. Effekterna av kraftsystemharmonik kan vara ganska allvarliga beroende på storleken på spänningsförvrängningen.
På många sätt kan dess effekt jämföras med hur stress påverkar människokroppen negativt. Höga nivåer av harmonisk snedvridning kan resultera i drift av sporadisk utrustning, ineffektivitet i kraftsystemet och till och med avstängningar. Hela verktygsdistributionssystemet och alla anslutna enheter kan påverkas på olika nivåer på flera sätt. Till exempel kan kraftsystemharmonik reducera livslängden på kondensatorerna eller få dem att misslyckas eller brister. Komponenter kan lösa, spränga eller skadas utan någon märkbar orsak.
Harmoniska spänningsförvrängningar gör att generatorer arbetar på ett instabilt sätt och överhettar lindningar i transformatorer. Enheter som telefoner och datorer kan misslyckas intermittent eller uppvisa störningar. Användare kan sluta med för stora elräkningar på grund av att mätaren inte registrerar kraftmätningar felaktigt.
Tekniker använder många metoder för att minska kraftsystemharmonik, allt från effektivare konstruktioner till användning av isolerings- och delta-delta-transformatorer. Med bättre design kan övertonerna minskas genom att begränsa de olinjära belastningarna till en viss procent av transformatorns kapacitet. Delta-delta-transformatorer växlar fasförhållanden med olika tekniker, som också är fördelaktiga. Isoleringstransformatorer försöker lösa problemet genom att stiga upp och stiga ner systemspänningen för att matcha.