اثرات اغتشاشات هارمونیکی

اثرات اغتشاشات هارمونیکی در صنعت

اثرات اغتشاشات هارمونیکی در صنعت

اثر روی خازن ها

استاندارد 1980/18 مقادیر خازن ها را که به صورت دائم مورد استفاده قرار می گیرند مشخص می کند.

  • 135% قدرت غیرواقعی (Kvar) که روی خازن نوشته شده است.
  • 110% ولتاژ موثر نامی (که شامل هارمونیک ها بوده شامل حالت گذرا نمی باشد.)
  • 180% جریان موثر نامی (که شامل جریان اصلی و جریان هارمونیکی می باشد.)
  • 120% ولتاژ پیک (شامل هارمونیک ها می باشد.)

ساسا خازن دارای دو هارمونیک می باشد؛ هارمونیک های پنجم و هفتم. اغتشاش ولتاژ دارای 4% هارمونیک پنجم و 3% هارمونیک هفتم است. این باعث 20% هارمونیک پنجم و 21% هارمونیک هفتم در جریان می شود. حاصل در این حالت زیر استاندارد بوده.

اثر هارمونیک ها روی

 ترانسفورماتور

ترانسفورماتور ها طوری طراحی می شوند که قدرت مورد نیاز را با کمترین تلفات در فرکانس اصلی تامین نمایند. اغتشاش هارمونیکی جریان را که  همان اغتشاش هارمونیکی باشد، باعث گرمای اضافه زیادی در ترانسفورماتور ها خواهد شد. برای این که ترانسفورماتور بتواند فرکانس زیاد را تحمل کند، در طراحی روش های مختلفی به کار می برند. برای نمونه به جای هادی های یکپارچه از هادی های چند رشته ای که در داخل آن مسیرهای خنک کنندگی بیشتری قرار دارد استفاده می شود. به عنوان یک قاعده کلی در ترانسفورماتوری که اغتشاش هارمونیکی بیش از 5% می باشد کاهش هارمونیک در این ترانسفورماتور مطرح است.

  1. جریان موثر، اگر ترانسفورماتور فقط به اندازه KVA باشد، جریان های هارمونیکی ممکن است باعث افزایش جریان موثری بیشتر از مقدار ظرفیت آن شود. افزایش مقدار کل جریان موثر باعث افزایش تلفات در هادی ها خواهد شد.
  2. تلفات جریان سرگردان، این جریان ها در ترانسفورماتور توسط فوران مغناطیس القا شده بوجود می آیند. این جریان های القایی از سیم پیچی ها عبور می کنند، از هسته عبور کرده و همچنین از دیگر هادی های بدنه متناسب با میدان مغناطیسی در طرف آن ها عبور می کنند و باعث حرارت بیشاری خواهد شد. این جزء از تلفات ترانسفورماتور با مربع فرکانس جریان که سبب جریان های گردشی شده افزایش میابد. بنابراین این جزء مهمی از تلفات ترانسفورماتور برای گرمای هارنونیکی می باشد.
  3. تلفات هسته، افزایش در تلفات هسته بهوجود هارمونیک بستگی به اثر هارمونیک ها روی ولتاژ بکار برده شده و طراحی هسته ترانسفورماتور دارد. ممکن است افزایش اغتشاش ولتاژی باعث افزایش جریان های سرگردان در ورقه های هسته شود. اثر خالص آن بستگی به ضخامت و جنس ورقه ها دارد. عموما افزایش در تلفات ناشی از هارمونیک ها به اندازه دو عامل قبل نیست.

اثر هارمونیک روی موتورها

متورها به مقدار قابل ملاحظه ای توسط هارمونیک ها اثرپذیر خواهند بود. اغتشاش هارمونیکی ولتاژ در ترمینال های موتورها به فوران هارمونیکی در داخل متور تفسیر خواهد شد. فوران های هارمونیکی اثر مهمی روی گشتاور متور ندارد، اما متور در فرکانسی متفاوت با فرکانس سنکرون رتور گردش می کند، که اساسا تولید جریان های با فرکانس بالا در رتور می شود. اثر آن روی متورها شبیه به اثر جریان ترادف صفر در فرکانس اصلی است: فوران اضافی باعث تلفات بیشتری می شود. کاهش راندمان، همراه با حرارت، لرزش، سرصدا، دلیل اغتشاش هارمونیکی می باشد.

اگر انتشاش ولتاژ درحد استاندارد 1922-519 یعنی THD 5% و 3% برای هر هارمونیک بتنهایی باشد نیاز به کاهش ظرفیت متور نیست. مشکل افزایش حرارت موقعی بوجود می آید که اغتشاش ولتاژ به 8% تا 10% و حتی بیشتر برسد. این چنین اغتشاش برای افزایش عمر متور باید تصحیح شود.

متورها به صورت موازی با امپدانس سیستم قدرت با توجه به عبور جریان هارمونیکی ظاهر می شوند و عموما تشدد سیستم را توسط کاهش حاصل اندوکتانس افزایش می دهند. آیا این برای سیستم ضرری دارد یا خیر بستگی به مقعیت تشدید سیستم قبل از متور دارد. متور ممکن است باعث از بین رفتن بعضی هارمونیک ها به شود که بستگی به نسبت X/R مدار روتور دارد. سیستم های با تعداد متورهای کوچک، که نسبت X/R آن ها کم هست. هم ممکن است برای کمک در کاهش هارمونیک های تشدید شوند. به هرحال این در متورهای بزرگ اتفاق نمی افتد.

abolfazl tavakol

abolfazl tavakol

دیدگاهتان را بنویسید