Siirry pääsisältöön
Danfoss

Mitä on harmoninen särö ja miksi sillä on merkitystä?

Harmoninen särö

Miksi harmonisilla virroilla on merkitystä?

Harmonista säröä kutsutaan myös harmoniseksi virraksi. Harmoniset virrat ovat verkkovirran vääristymiä, jotka voivat johtaa heikkoon tehon laatuun, epäluotettavaan sähköverkkoon ja lopulta laitevaurioihin.

Tutustu harmonisiin virtoihin
Insinööreille ja suunnittelijoille

Harmonisten virtojen varhainen suunnittelu ja lieventäminen auttaa

  • Estämään moottorin ja muuntajan ylikuumenemisesta johtuvat seisokit ja
  • Valitsemaan pienemmät muuntajat ja varageneraattorit
  • Vähentämään suunnittelemattomia järjestelmävikoja
Oletko valmis maksimoimaan käyttöajan?
Konsulteille
Konsulteille

Määritä harmonisten yliaaltojen suodatus oikein kustannustehokkaampien projektien saavuttamiseksi sekä pääoma- että käyttökustannusvaiheessa:

  • Alenna yleisiä käyttökustannuksia
  • Saavuta ympäristötavoitteet
  • Optimoi tuotantolaitokset
Saavuta tavoitteesi
Johtajille

Hallitse tarkistamattomasta harmonisesta säröstä johtuvaa sähkötehottomuuden riskiä:

  • Hallitse energia- ja pääomakustannuksia
  • Noudata säädöksiä taloudellisemmin
  • Paranna käyttöaikaa ja tuottoa
Hallitse piiloriskejä

Harmoniset virrat – UKK

Tunnetko harmoniset virrat?

Lue lisää harmonisesta säröstä ja sen lieventämisestä alla olevista usein kysytyistä kysymyksistä sekä blogistamme.

Tutustu blogiin
Mikä on harmoninen särö?

Harmoniset virrat eivät ole näkyviä, mutta niiden vaikutukset ovat. Harmoniset säröt ovat puhtaan jännitteen tai virran aaltomuotojen toistuvia ja jatkuvia muodonmuutoksia.

Ranskalaisen matemaatikon kehittämän Fourier-analyysin avulla voimme visualisoida järjestelmässä esiintyvien harmonisten virtojen suuruuden.

Fourier osoitti, että vääristynyt aaltomuoto on vain joukko yksittäisiä siniaaltoja, joiden taajuudet ja amplitudit on laskettu yhteen. Vääristynyt aaltomuoto muodostuu sinimuotoisesta peruskäyrästä ja harmonisista virroista.

Nämä yksittäiset korkeamman asteiset siniaallot tunnetaan harmonisina virtoina. Yleensä alle 2 kHz:n taajuusalueella esiintyviä särötehoja kutsutaan harmoniseksi säröksi.

Lue lisää

Mistä harmoniset virrat ovat peräisin?

Aaltomuodon harmoninen särö johtuu tehonsyöttöön kytketyistä epälineaarisista kuormista. Kaikkia kuormia, jotka käyttävät ei-sinimuotoista virtaa, kutsutaan ei-lineaarisiksi kuormiksi. Suurimpia harmonisten virtojen aiheuttajia ovat:

  • Kytkentätilan tehonsyöttö
  • Loisteputki- ja LED-valaistuslaitteet
  • Keskeytymätön tehonsyöttö (UPS)
  • Taajuusmuuttajat, joita kutsutaan myös muuttuvanopeuksisiksi taajuusmuuttajiksi (VSD), taajuusmuuttajiksi (VFD), AC-taajuusmuuttajiksi tai vain taajuusmuuttajiksi
Harmonisten virtojen lieventäminen

Laitevaurioiden vähentämiseksi määräyksissä harmoniset virrat rajoitetaan alhaisille tasoille tehonsyöttöverkoissa. Harmonisten yliaaltojen suodatus ei aina ole tarpeen, mutta tarvittaessa harmonisten virtojen suodatuslaitteet voivat vähentää harmonisia virtoja näiden määräysten noudattamiseksi. Onnistunutta harmonisten yliaaltojen suodatusta varten on valittavana useita menetelmiä, kuten yliaaltosuodattimien, aktiivisten etupäätetaajuusmuuttajien (AFE) ja muiden menetelmien käyttö.

Pyydä apua sovellusasiantuntijoiltamme.

Tapauskertomukset

Näin uusi vesipumppuasema varmistaa virtauksen Bernissä

SVEITSI: Bernissä sijaitseva Wehrliaun pumppuasema toimittaa jopa 1,20 miljoonaa litraa juomavettä tunnissa. iC7-taajuusmuuttajilla on tärkeä rooli luotettavan virransyötön varmistamisessa.

Lue asiakaskertomus

Miten Beat the Storm tarjoaa enemmän hauskuutta pienemmillä CO2-päästöillä?

TANSKA: Universe Science Park säästää sekä sähkölaskussa että päästöissä Beat the Storm -tuulitunnelikohteessaan älykkään VLT® HVAC Drive -taajuusmuuttajan avulla.

Lue asiakaskertomus

Danfossin kompressoriohjaus takaa optimaalisen mukavuuden sairaalan potilaille ja henkilökunnalle

Ljubljanan yliopistollisen lääketieteellisen keskuksen (UMC) ilmastointijärjestelmässä Danfossin integroiduilla suodattimilla varustetut taajuusmuuttajat varmistavat alhaisen harmonisen särön, jonka suurin THDi on 5 %. 

Lue asiakaskertomus

Miten Sincrondraiv SRL paransi kastelupumpun tehokkuutta jopa 40 %?

ROMANIA: Kastelujärjestelmien digitalisointi auttaa viljelijöitä saavuttamaan paremmat sadot. Pumppuasemat kuluttavat nyt 30–40 % vähemmän energiaa ja käyttävät vettä tehokkaammin.

Lue asiakaskertomus

Tarkkaa CT Offshoren kaivurin ohjausta merellä

VLT® AutomationDrive FC 302 ja VLT® Soft Starter MCD 500 -pehmokäynnistin mahdollistavat kauko-ohjatun, merenalaisia kaapeleita asentavan kaivurin suur- ja pienpainepumppujen nopean ja tarkan ohjauksen.

Lue asiakaskertomus

Vakaa luotettavuus tukee kestävää vesiviljelyä Nordlaksilla

NORJA: VLT® AQUA Drive FC 202 varmistaa luotettavan käytettävyyden ja tiukan harmonisten yliaaltojen vaatimustenmukaisuuden Nordlaks Smolt AS:llä.

Lue asiakaskertomus

Jersey Waterin suolanpoistolaitoksen toiminta tehostui 38 %

YHDISTYNYT KUNINGASKUNTA: Jersey Water valitsi Danfossin VLT® AQUA Drive -taajuusmuuttajan, kun se tarvitsi merkittävää päivitystä La Rosièren suolanpoistolaitokseensa.

Lue asiakaskertomus

Lue lisää harmonisten yliaaltojen suodatuksesta

Harmonisten yliaaltojen suodatus – vähennä riskejä ja optimoi käyttökustannukset

Harmonisten yliaaltojen suodatus vähentää ei-toivottuja taajuuksia sähköjärjestelmissä, estää laitevaurioita ja parantaa tehon laatua ja tehokkuutta.

Aiheuttaako harmoninen särö kustannuksia ja käyttökatkoksia?

Harmoniset säröt voivat saada sähköjärjestelmät rikkoutumaan ja vaurioitumaan. Vähennä riskejä ja minimoi seisokit Danfossin suodattimilla ja matalaharmonisilla LHD- ja ULH-taajuusmuuttajilla.

Yhteystiedot

Onko sinulla kysyttävää? Voimme auttaa sinua.

Why does harmonic distortion matter?

Tiesitkö, että verkko-operaattorit tekevät päivittäin kovasti töitä tuodakseen meille korkealaatuista sähköä sähköverkkoon? On jatkuva tehtävä varmistaa, että koteihimme ja tehtaisiimme toimitettava sähkö on puhdasta vaihtovirtaa, jossa ei ole harmonisia säröjä.

Kun sähköä otetaan verkosta, siihen liitetyt kuormat voivat vääristää verkkosyöttöä. Tämä säröteho sisältää harmonisia komponentteja.

Tehtailla ja muilla teollisuudenaloilla harmoniset virrat ja muut tehon vääristymät aiheuttavat kalliita ongelmia, kuten:

  • Kriittisten laitteiden vaurioituminen esimerkiksi ylikuumenemisen vuoksi, mikä voi lyhentää laitteiden käyttöikää ja johtaa toimintahäiriöihin tai vikoihin
  • Korkeammat energialaskut huonon tehokkuuden ja lisävääristymien vuoksi, mikä heikentää kannattavuutta
  • Vaikeus saavuttaa tuottavuus- ja ilmastotavoitteita
  • Epäluotettava tehonsyöttö verkon yleisen heikon laadun vuoksi
Katso videolta ohjeet harmonisten virtojen vähentämiseen – kustannusten ja riskien vähentämiseksi.

Harmonisen särön seuraukset

Vika: Miten harmoninen särö vahingoittaa kriittisiä laitteita?

Harmoninen särö sähköjärjestelmissä vaurioittaa laitteita aiheuttamalla ylikuumenemista, jännitekuormitusta ja energiahäviöitä, jotka rasittavat komponentteja ja lyhentävät niiden käyttöikää. Harmonisen särön vaikutukset ovat laajoja, sillä ne vaikuttavat kaikkiin samaan järjestelmään kytkettyihin sähkölaitteisiin.

Liiallinen harmoninen särö voi aiheuttaa kaapelien ja moottorien ylikuumenemista. Tämä koskee kaikkia moottoreita, kytkinlaitteistoja, sulakkeita, kaapeleita ja herkkiä mittauslaitteita. Häiriöt, joissa on harmonista sisältöä, voivat jopa häiritä kriittisiä telemetria- ja viestintälaitteita, kuten Wi-Fi-järjestelmiä.

Tämä voi johtaa laitteiden ennenaikaiseen vikaantumiseen, kuten sulakkeiden palamiseen, katkaisijoiden laukeamiseen tai moottorien ylikuumenemiseen, mikä voi vaikuttaa koko teollisuuslaitokseen, jos korjaavia toimenpiteitä, kuten yliaaltosuodattimia tai tehonlaadun parannuksia, ei toteuteta.

Kuvassa näkyy harmonisten säröjen generaattoreiden vaikutus sähkömoottorien ylikuumenemiseen.

Liiallinen harmoninen särö voi aiheuttaa kaapelien ylikuumenemista.
Hyötysuhde: Miten harmoninen särö kasvattaa sähkölaskuja?

Harmoninen särö kasvattaa sähkölaskuja lisäämällä järjestelmän häviöitä ja vähentämällä järjestelmän kokonaistehokkuutta.

Tämä hukkaenergia on suuri käyttökustannusongelma teollisuuskäyttäjille.

Kokonaislaskun pienentämiseksi samalla hyötytehon määrällä on vähennettävä harmonista säröä.

Sähkölaskut koostuvat aktiivisesta ja loistehosta. Vain aktiivinen teho on käytettävissä, mutta maksamme molemmista komponenteista. Lisäkustannukset voivat vaikuttaa kannattavuuteen.

Tuottavuus: Miten harmoninen särö vaikuttaa tuottavuuteen ja ilmastotyöhön?

Tehon vääristymät, mukaan lukien harmoniset virrat, ovat muutakin kuin vain ärsyttäviä. Ne voivat pysäyttää prosessit ja aiheuttaa seisokkeja ja keskeytyksiä tuotantolinjoille. Ne vaikuttavat myös investointikustannuksiin, kun hankitaan laitteita ja polttoaineita laitoksen käyttöä varten, mikä vaikuttaa merkittävästi käyttökustannustavoitteisiin.

Harmoninen särö ja särö yleisesti vaikuttavat myös kasvihuonekaasupäästöjen (GHG) päästötavoitteisiin kaikissa Scopeissa ( Scope1-, 2- ja 3 -päästöt). Tehonsyötön vääristyminen johtaa seuraaviin ei-toivottuihin seurauksiin:

  • Laitteet ovat ylisuuria, jotta ne kestävät vaurioita
  • Laitteet toimivat tehottomasti
  • Särö estää energiatehokkuushankkeita etenemästä

Hyvä uutinen on se, että harmonisia säröjä, mukaan lukien suuren taajuuden harmonisia virtoja ja pienempiä harmonisen virran säröjä, voidaan vähentää. Toimenpiteet jännitteen vääristymien pitämiseksi alhaisina auttavat:

  • Suurentamaan muuntajan kuormituskapasiteettia. Tämä tarkoittaa, että voit pienentää tarvittavien muuntajien ja generaattoreiden kokoa
  • Pidentämään laitteiden käyttöikää
  • Parantamaan laitteiden tehokkuutta ja vähentämään hävikkiä
  • Vähentämään sähkökatkosten ja tuotantokatkosten riskiä
Tehonlaatu: Miten harmoninen särö aiheuttaa yleistä epäluotettavuutta verkoissa?

Harmoniset virrat aiheuttavat epäluotettavuutta verkoissa vääristämällä sähköisiä aaltomuotoja, mikä voi vaikuttaa haitallisesti herkkien laitteiden ja järjestelmien suorituskykyyn. Kun järjestelmään lisätään ei-lineaarisia sähkölaitteita, järjestelmästä tulee alttiimpi näille säröille.



Siksi on tärkeää ottaa huomioon harmoniset virrat ja niiden lieventäminen, jotta voidaan rakentaa kestävä järjestelmä, joka ei petä.

Harmoniset virrat – UKK

Miten AC-taajuusmuuttajat vaikuttavat harmonisiin virtoihin?

AC-taajuusmuuttajat tuovat järjestelmään monia etuja, erityisesti pienemmän energiankulutuksen osalta. Samalla ne tuottavat enemmän harmonisia virtoja – ja voivat myös lieventää näitä harmonisia virtoja. Taajuusmuuttajien käytön syynä on se, että niiden edut ovat paljon suuremmat kuin syntyneiden harmonisten virtojen haitat. Tutustu etuihin tällä videolla.

Taajuusmuuttajat: Paras tapa vähentää energiankulutusta

Taajuusmuuttajat, joita kutsutaan myös muuttuvanopeuksisiksi taajuusmuuttajiksi (VSD) tai taajuusmuuttajiksi (VFD), tarjoavat parhaan tavan vähentää toiminnan hiilipäästöjä ja saavuttaa hiilineutraaliustavoitteet. Nämä taajuusmuuttajat säätelevät sähkömoottoreita energiankulutuksen vähentämiseksi merkittävästi. Ne tuovat myös hallittavuutta, toistettavuutta ja kestävyyttä teollisiin prosesseihin.



Taajuusmuuttajat ovat olennainen osa nykyaikaista teollisuusympäristöä, ja ne tuovat mukanaan valtavia etuja:

  • Prosessin laatutasot riippuvat taajuusmuuttajien säätelystä
  • Mukautettava prosessilinjan läpivirtaus saavutetaan vain taajuusmuuttajilla
  • Vaihtelevaa vedensyöttöä tai LVI-ilmanvaihtoa voidaan hallita vain taajuusmuuttajilla
  • Nykyaikaiset teollisuus- ja kaupalliset laitokset voivat toimia tehokkaasti vain ohjaamalla sähkömoottoreita oikein, mikä edellyttää taajuusmuuttajan käyttöä

Uudisrakennusprojektit ja olemassa olevien järjestelmien päivitykset

Uusissa asennuksissa voidaan vähentää energiankulutusta varustamalla jokainen sovellus taajuusmuuttajaohjauksella. Olemassa olevien Direct-on-Line (DOL)- tai kiinteänopeuksisten asennusten päivittäminen taajuusmuuttajiksi on paras tapa saavuttaa kasvihuonekaasupäästöjen vähentämistavoitteet 1]. Tehokkaisiin moottoreihin vaihtaminen auttaa vielä enemmän.

1] OMDIA COP26 globaali raportti: Jos kaikki puhaltimet ja pumput maailmanlaajuisesti varustettaisiin taajuusmuuttajilla, säästöt vastaisivat koko EU:n tehontuotantokapasiteettia. Käyttämällä taajuusmuuttajia voidaan vähentää kasvihuonekaasupäästöjä 40 % vuoteen 2040 mennessä.

Harmonista säröä voidaan vähentää monin tavoin. Danfoss auttaa sinua löytämään parhaan tavan

Voit säästää paljon rahaa ja nauttia monista muistakin eduista lieventämällä harmonisia virtoja oikein. Ei ole kuitenkaan olemassa vain yhtä oikeaa ratkaisua kaikkiin tilanteisiin. Kyse on parhaan menetelmän valitsemisesta kuhunkin yksittäiseen asennukseen. Joissakin tapauksissa voit saavuttaa vaatimustenmukaisuuden ilman minkäänlaista lievennystä, joten älä osta sitä, mitä et tarvitse!

Harkitse valmistajaa, joka ymmärtää haasteet ja voi tarjota parhaat neuvot juuri sinun järjestelmällesi ja olosuhteisiisi. Danfoss tarjoaa laajimman valikoiman ratkaisuja harmonisten säröjen vähentämiseen suurella tai pienellä tehoalueella, yhteensopivia minkä tahansa moottoritekniikan kanssa, kaikkiin tilanteisiin. Autamme sinua löytämään tehokkaimman ja taloudellisimman ratkaisun.

Danfossin nykyaikaiset taajuusmuuttajat (ja suodattimet) voivat lieventää harmonisia virtoja ja hallita vaikeampia ongelmia, kuten yliharmonisia virtoja ja yhteistilaa. Ei ole olemassa vain yhtä oikeaa ratkaisua kaikkiin tilanteisiin. Onko sinulla kysyttävää? Me voimme auttaa.

Koko harmonisten yliaaltojen suodatusvalikoima sisältää:

  • Taajuusmuuttajan sisäänrakennetut kuristimet, integroitu lattia-asenteiseen taajuusmuuttajaan tai kaappiin
  • Passiiviset ratkaisut, mukaan lukien 12-pulssiset ja 18-pulssiset taajuusmuuttajat, passiivisuodattimet ja matalaharmoniset taajuusmuuttajat
  • Aktiiviset ratkaisut, mukaan lukien aktiiviset suodattimet ja erittäin matalaharmoniset taajuusmuuttajat

Suunnittelijoille: Etsi optimaalinen lievennysratkaisu kokeilemalla digitaalista  MyDrive® Harmonics -työkaluamme.