Hvad er harmonisk forvrængning, og hvorfor er det vigtigt?

Harmoniske strømme er ikke synlige, men deres virkninger er det. Harmoniske forvrængninger er gentagne og kontinuerlige forvrængninger af rene spændings- eller strømbølgeformer.

Ved hjælp af Fourier-analyse, som er en teknik, der er udviklet af den franske matematiker, kan vi visualisere størrelsen af harmoniske strømme, der er til stede i systemet.

Fourier viste, at enhver forvrænget bølgeform blot er et sæt individuelle sinusbølger med forskellige frekvenser og amplituder lagt sammen. Den forvrængede bølgeform består af en sinusformet grundlæggende kurve plus harmoniske strømme.

Det er disse individuelle højere sinusbølger, der kaldes harmoniske strømme. Normalt kalder vi effektforvrængning i frekvensområdet under 2 kHz for "harmonisk forvrængning".

Læs mere

Harmonisk forvrængning af bølgeformen stammer fra ikke-lineære belastninger, der er tilsluttet strømforsyningen. Alle belastninger, der trækker ikke-sinusformet strøm, kaldes ikke-lineære belastninger. De største bidragydere til harmoniske strømme er:

• Switch mode-strømforsyninger
• Lysstof- og LED-belysningsudstyr
• Nødstrømsforsyninger (UPS)
• Frekvensomformere

For at reducere skader på udstyr begrænser bestemmelserne harmoniske strømme til lave niveauer i strømforsyningsnetværk. Det er ikke altid nødvendigt med dæmpning, men når det er nødvendigt, kan apparater til harmonisk dæmpning reducere harmoniske strømme for at overholde disse bestemmelser. Der er mange metoder at vælge imellem for vellykket harmonisk dæmpning, herunder brug af Harmonic Filters, Active Front End (AFE)-frekvensomformere og meget mere.

Kontakt en af vores applikationseksperter for at få rådgivning.

Harmonisk forvrængning i elektriske systemer beskadiger udstyr ved at forårsage overophedning, spændingsbelastning og energitab, hvilket belaster komponenterne og reducerer deres levetid. Virkningerne af mere harmonisk forvrængning er vidtrækkende, da de påvirker alt elektrisk udstyr, der er tilsluttet det samme system.

Overdreven harmonisk forvrængning kan forårsage overophedning af kabler og motorer. Motorer, koblingsudstyr, sikringer, kabler og følsomt måleudstyr bliver alle berørt. Forvrængning med harmonisk indhold kan endda forstyrre kritiske telemetri- og kommunikationsapparater såsom Wi-Fi-systemer.

Dette kan føre til for tidligt udstyrsnedbrud, som f.eks. sprungne sikringer, udløste afbrydere eller overophedede motorer, hvilket potentielt kan påvirke hele industrianlægget, hvis der ikke implementeres korrigerende foranstaltninger, som f.eks. Harmonic Filters eller forbedringer af strømkvaliteten.

Billedet viser påvirkningen fra generatorer med harmonisk forvrængning ved overophedning af elmotorer.

Harmonisk forvrængning øger elregningen, fordi systemtabene øges, og systemets samlede effektivitet reduceres.

Dette energispild er et stort driftsomkostningsproblem for brugere i industrien.

For at reducere den samlede regning, samtidig med at vi stadig får den samme mængde nyttig effekt, er vi nødt til at reducere harmonisk forvrængning.

Elregninger består af aktiv og reaktiv effekt. Kun den aktive effekt kan bruges, men vi betaler for begge komponenter. De ekstra omkostninger kan påvirke rentabiliteten.

Effektforvrængning, herunder harmoniske strømme, er mere end bare irriterende. De kan stoppe dine processer og forårsage nedetid og afbrydelser i dine produktionslinjer. De påvirker også CAPEX ved køb af udstyr og brændstof til drift af dit anlæg, hvilket har stor indvirkning på driftsomkostningsmålene.

Harmonisk forvrængning og forvrængning generelt påvirker også målene for drivhusgasemissioner (GHG) på tværs af alle Scopes (Scope 1-, 2- og 3-emissioner). Forvrængning af strømforsyningen medfører følgende uønskede resultater:

• Udstyret er overdimensioneret for at modstå skader
• Udstyret fungerer ineffektivt
• Forvrængning forhindrer initiativer til energieffektivitet i at blive implementeret

Den gode nyhed er, at harmonisk forvrængning, herunder harmoniske strømme med højere frekvenser og lavere harmoniske strømme, kan dæmpes. Ved at træffe foranstaltninger til at holde spændingsforvrængning på et lavt niveau kan du:

• Øge transformatorens belastningsevne. Det betyder, at du kan reducere størrelsen på de nødvendige transformatorer og generatorer
• Forlænge udstyrets levetid
• Øge udstyrets effektivitet for at reducere tab
• Reducere risikoen for strømafbrydelser og produktionsstop

Harmoniske strømme forårsager upålidelighed i netværk ved at forvrænge de elektriske bølgeformer, hvilket kan påvirke følsomt udstyrs og systemers ydeevne negativt. Efterhånden som der tilføjes flere ikke-lineære elektriske apparater til et system, bliver systemet mere sårbart over for disse forvrængninger.



Derfor er det vigtigt at tage højde for harmoniske strømme, og hvordan de kan dæmpes, for at opbygge et robust system, der ikke svigter.