Conozca los detalles de las causas armónicas y los peligros

¿Qué son los armónicos?

En un sentido estricto, Armónicos se refieren a la corriente eléctrica con una frecuencia que es un múltiplo entero de la onda fundamental.Generalmente, se refiere a la descomposición en serie de Fourier de la cantidad eléctrica periódica no sinusoidal, y el resto es mayor que la onda fundamental.La cantidad de electricidad producida por una corriente de frecuencia.

La frecuencia del armónico también debe ser igual al múltiplo entero de la frecuencia de la onda fundamental, la onda con 3 veces la frecuencia de la onda fundamental se llama tercer armónico, la onda con la frecuencia 5 veces de la onda fundamental es llamado el quinto armónico, y así sucesivamente.Independientemente del número de armónicos, todos son ondas sinusoidales.

Clasificación armónica

Según las diferentes frecuencias armónicas, se puede dividir en:

1. Armónicos impares

Los armónicos cuya frecuencia nominal es un múltiplo impar de la frecuencia fundamental se denominan 'armónicos impares', como los armónicos 3, 5 y 7.

2. Armónicos pares

Los armónicos cuya frecuencia nominal es un múltiplo par de la frecuencia fundamental se denominan 'armónicos pares', como los armónicos 2.°, 4.°, 6.° y 8.°.

En términos generales, los armónicos impares causan más daño que los armónicos pares.

En un sistema trifásico equilibrado, debido a la relación de simetría, los armónicos pares se han eliminado y solo existen los armónicos impares.Para cargas rectificadas trifásicas, las corrientes armónicas que aparecen son armónicos 6n±1, como 5, 7, 11, 13, 17, 19, etc.

3. Armónicos de componentes

Los componentes cuya frecuencia es un múltiplo no entero de la onda fundamental se denominan interarmónicos y, a veces, los interarmónicos más bajos que la onda fundamental se denominan subarmónicos.Los subarmónicos pueden considerarse como los interarmónicos entre la CC y la frecuencia de la red.

Causas de los armónicos

En un sistema de suministro de energía limpio ideal, tanto la corriente como el voltaje son sinusoidales.En un circuito simple con solo componentes lineales (resistencias, inductores y capacitores), la corriente que fluye es proporcional al voltaje aplicado y la corriente que fluye es una onda sinusoidal.

Usando el principio del análisis de Fourier, una señal no sinusoidal se puede descomponer en partes básicas y sus múltiplos.

En los sistemas de potencia, la causa raíz de la generación de armónicos se debe a las cargas no lineales.Cuando la corriente fluye a través de la carga, no tiene una relación lineal con el voltaje aplicado y se forma una corriente no sinusoidal, es decir, hay armónicos en el circuito.

Dondequiera que haya una fuente de armónicos, hay generación de armónicos.En los últimos 30 años, la aplicación de dispositivos electrónicos de potencia se ha vuelto cada vez más extensa, lo que convierte a los dispositivos electrónicos de potencia en la mayor fuente de armónicos.El circuito rectificador de diodos que utiliza filtrado de condensadores en el lado de CC también es una fuente grave de contaminación armónica.

La fase del componente fundamental de la corriente de entrada de este circuito es aproximadamente la misma que la fase de la tensión de alimentación, por lo que el factor de potencia fundamental es cercano a 1. Sin embargo, los componentes armónicos de la corriente de entrada son muy grandes, lo que provoca problemas graves. contaminación a la red eléctrica y haciendo que el factor de potencia total sea muy bajo.Además, los dispositivos electrónicos de potencia, como los circuitos de ajuste de potencia de CA controlados por fase y los convertidores cíclicos, también generan una gran cantidad de corriente armónica en el lado de entrada.

Daño de los armónicos

Una red eléctrica ideal debe proporcionar una frecuencia fija única con una amplitud de voltaje especificada.La aparición de corriente armónica y tensión armónica es un tipo de contaminación de la red eléctrica pública.El entorno en el que se utiliza el equipo eléctrico se deteriora y también afecta a los equipos eléctricos y electrónicos circundantes.

Se han realizado algunas investigaciones y existe cierta comprensión, pero la contaminación armónica no ha atraído suficiente atención en ese momento.En los últimos 30 o 40 años, el rápido desarrollo de diversos dispositivos electrónicos de potencia ha hecho que la contaminación armónica de la red eléctrica pública sea cada vez más grave, y también se han producido diversas fallas y accidentes causados ​​por armónicos.El daño de los armónicos a la red eléctrica y otros sistemas se encuentra aproximadamente en los siguientes aspectos.

(1) Los armónicos causan pérdidas armónicas adicionales en los componentes de la red eléctrica pública, lo que reduce la eficiencia de la generación de energía, la transmisión y los equipos eléctricos, y una gran cantidad de armónicos terceros que fluyen a través de la línea neutra harán que la línea se sobrecaliente e incluso causen un incendio.

(2) Los armónicos afectan el funcionamiento normal de varios equipos eléctricos.La influencia de los armónicos en el motor no solo provoca pérdidas adicionales, sino que también produce vibraciones mecánicas, ruidos y sobretensiones, que provocarán un sobrecalentamiento local severo del transformador.Los armónicos hacen que los condensadores, los cables y otros equipos se sobrecalienten, envejezcan el aislamiento, reduzcan su vida útil e incluso los dañen.

(3) Los armónicos causarán resonancia paralela local y resonancia en serie en la red eléctrica pública, amplificando así los armónicos, lo que aumenta en gran medida el daño de los anteriores (1) y (2), e incluso provoca accidentes graves.

(4) Los armónicos provocarán un mal funcionamiento de los dispositivos de protección de relés y automáticos, y harán que la medición de los instrumentos de medición eléctrica sea inexacta.

(5) Los armónicos interferirán con el sistema de comunicación adyacente, los ligeros generarán ruido y reducirán la calidad de la comunicación;los pesados ​​conducirán a la pérdida de residencia y harán que el sistema de comunicación no pueda funcionar normalmente.