Гармоніки в електромережах — це синусоїдальні коливання напруги або струму, частоти яких кратні основній частоті в системі електропостачання (зазвичай 50 або 60 Гц залежно від регіону). Гармоніки класифікують за типом сигналу (напруга або струм), за порядком (парні, непарні кратні трьом і непарні не кратні трьом), а в трифазних системах — за послідовністю фаз (позитивна, негативна або нульова).
Гармоніки виникають через підключення нелінійних випрямлячі, газорозрядні лампи або електричні машини в режимі насичення, що може негативно впливати на якість електроенергії. Вони спричиняють додатковий нагрів обладнання та провідників, збої в роботі приводів зі змінною швидкістю, пульсацій крутного моменту в двигунах і генераторах, а також електромагнітні перешкоди на телефонні лінії.
, таких якІснують стандарти, які обмежують як рівень окремих гармонік, так і сумарний коефіцієнт гармонічних спотворень. Для зниження їх впливу використовують пасивні фільтри, активні компенсатори, розділові трансформатори та інші технічні рішення.
Історія
Першим проблему гармонік в енергосистемах помітив інженер-електрик Чарльз Протеус Штейнмец. У своїй публікації 1916 року він описав проблему третьої гармоніки в трифазних системах живлення і запропонував використання з'єднання трикутником (Δ-connections) для її придушення. Масове впровадження технічних рішень, запропонованих Штейнмецем, значною мірою усунуло третю гармоніку.
У 1930-1940-х роках з'явилися подальші дослідження гармонік. Розвиток електрифікації та телефонізації виявив проблему гармонік вищих порядків: вони спричиняли наведення на телефонних лініях, які відчувалися як звукові перешкоди під час телефонних розмов. Це було особливо помітно у віддалених (переважно сільських) районах, де електромережі й телефонні лінії прокладали поруч (наприклад, на одних стовпах). Ізоляція не розв'язувала проблеми, і телефонні кабелі доводилося закопувати під землю. Основними джерелами гармонік на той час були трансформатори, що призвело до впровадження фільтрації в електромережах. Остаточне розв'язання проблеми стало можливим лише після заміни звичайних телефонних дротів на екрановану звиту пару, а надалі — переходом на оптоволоконні кабелі.
Проблема гармонік знову набула актуальності з поширенням електронних перетворювачів електроенергії, особливо в США наприкінці 1970-х років. Висловлювалися різні прогнози та пропозиції, включаючи радикальні заходи, такі як повна заборона на використання таких пристроїв у електромережах загального призначення.
Класифікація
За типом сигналу
Гармоніки струму
У звичайній системі живлення змінного струму струм змінюється синусоїдально з певною частотою, як правило, 50 або 60 Гц. Коли до системи підключене лінійне електричне навантаження, , воно споживає синусоїдальний струм із тією ж частотою, що й напруга (хоча не завжди у фазі з напругою).
Коли до системи підключене нелінійне навантаження, воно споживає струм, який не є синусоїдальним, тим самим створюючи гармоніки струму. Нелінійними навантаженнями є напівпровідникові пристрої, такі як транзистори, IGBT, MOSFET, діоди тощо, звичайне офісне обладнання, таке як комп'ютери та принтери, люмінесцентне освітлення, зарядні пристрої для акумуляторів, а також приводи зі змінною швидкістю, дугові печі. Електродвигуни зазвичай не роблять значного внеску в генерацію гармонік, проте й двигуни, і трансформатори створюють гармоніки в режимі магнітного насичення.
Гармоніки напруги
Гармоніки напруги здебільшого зумовлені гармоніками струму. Напруга від джерела буде викривлена гармоніками струму через внутрішній опір.
У збалансованій трифазній (трипровідній або чотирипровідній) системі живлення лінійні (або фазні) напруги не можуть містити гармонік, частота яких кратна частоті третьої гармоніки (тобто гармонік порядку ), зокрема, і непарних гармонік, кратних трьом (тобто гармоніки порядку ). Це відбувається тому, що інакше буде порушено друге правило Кірхгофа: такі гармоніки перебувають у фазі, тому їхня сума для трьох фаз не дорівнює нулю, однак друге правило Кірхгофа вимагає, щоб сума таких напруг була рівною нулю, що вимагає, щоб сума таких гармонік була також нульовою. За тим же аргументом набір із трьох лінійних струмів у збалансованій трипровідній трифазній системі живлення не може містити гармонік, частота яких кратна частоті третьої гармоніки; але в чотирипровідній системі вони можливі, і кратні 3 гармоніки лінійних струмів створюватимуть струм нейтралі.
За порядком
Викривлення форми сигналу в енергетичних системах може бути складним, залежно від типу навантаження та його взаємодії з іншими компонентами системи. Розклад у ряд Фур'є дає змогу деконструювати складну форму сигналу на низку простих синусоїд, які починаються з основної частоти енергосистеми та продовжуються на частотах, кратних основній. Гармоніки визначаються як кратні основній частоті; таким чином, третя гармоніка має частоту, трикратну основній.
Парні гармоніки
Парні гармоніки спотвореного (несинусоїдального) періодичного сигналу — це гармоніки, частота яких є відмінним від нуля парним кратним основній частоті (яка дорівнює частоті основної складової). Отже, їх порядок задано:
де є цілим числом; наприклад, . Якщо спотворений сигнал представити в тригонометричній формі або амплітудно-фазовій формі ряду Фур'є, то набуває натуральних чисел; якщо спотворений сигнал подано в комплексній експоненціальній формі ряду Фур'є, то набуває цілих від'ємних та додатних значень (ненульових, оскільки постійна складова зазвичай не розглядається як гармоніка).
Парні гармоніки зазвичай не існують в енергосистемі через симетрію між позитивною та негативною половинами циклу. Крім того, якщо форми сигналів у трьох фазах є симетричними, кратні трьом гармоніки пригнічуються з'єднанням трансформаторів і двигунів у трикутник.
Непарні гармоніки
Непарні гармоніки спотвореного (несинусоїдального) періодичного сигналу — це гармоніки, частота яких є непарним цілим числом, кратним основній частоті. Отже, їх порядок задано:
наприклад, .
У спотворених періодичних сигналах (або формах хвилі), які мають симетрію напівхвиль, коли форма хвилі протягом негативного півперіоду дорівнює негативній формі сигналу протягом позитивного півперіоду, усі парні гармоніки дорівнюють нулю () і постійна складова також дорівнює нулю (), тому вони мають лише непарні гармоніки (); ці непарні гармоніки загалом є косинусними, а також синусовими, але в деяких формах хвилі, наприклад прямокутних, косинусові члени дорівнюють нулю (, ). У багатьох нелінійних навантаженнях, таких як інвертори, змінного струму та , форма вихідної напруги зазвичай має симетричні напівхвилі, тому містить лише непарні гармоніки.
Гармоніки, кратні 3
Гармоніки спотвореного (несинусоїдального) періодичного сигналу, кратні трьом — це гармоніки, частота яких кратна частоті третьої гармоніки:
.
Збалансований струм третьої гармоніки не складається в нуль у нейтралі. Це призводить до струму в нейтральному провіднику з частотою, втричі більшою від основної частоти, що може спричинити проблеми, якщо система не призначена для цього (тобто провідники, призначені лише для нормальної роботи).
Усі гармоніки, кратні трьом, поводяться в системах електроживлення подібно до третьої гармоніки.
У лінійній напрузі (між двома фазними проводами) відсутні кратні 3 гармоніки незалежно від того зіркою чи трикутником з'єднані обмотки генератора або трансформатора. Якщо в з'єднанні «зірка-зірка» без нейтрального проводу у фазній напрузі (між фазним проводом та нейтраллю) наявні кратні 3 гармоніки, то в лінійному струмі внесок струму кратних 3 гармонік дорівнюватиме нулю через перший закон Кірхгофа, однак між нейтральними точками генератора (трансформатора) і споживача виникне деяка напруга. Якщо в з'єднанні «зірка-зірка» з нейтральним проводом по нейтральному проводу тектиме струм третьої гармоніки, він може перевищити лінійні струми основної гармоніки й призвести до перегріву нейтрального провідника.
Гармоніки не кратні 3
Певні спотворені (несинусоїдальні) періодичні сигнали містять лише непарні гармоніки, які не кратні 3, наприклад, вихідна напруга трифазного і з чисто резистивним навантаженням, під'єднаним до його виходу, та заживленим трифазною синусоїдальною симетричною напругою. Їх порядок дається:
, з'єднаного зіркою, з регулюванням фазового кута та кутом відкриття. Ці гармоніки називають непарними гармоніками, не кратними 3.
Інтергармоніки
Інтергармоніками називаються коливання, частота яких не кратна основній частоті. Згідно з рекомендаціями МЕК інтергармоніки напруги обмежуються значеннями 0,2 % в межах частотного діапазону від отриманої складової до 2 кГц.
Послідовності в трифазних системах
У трифазних системах кожна фаза зсунута на 120 градусів одна від одної. Це зроблено з двох причин: головним чином тому, що трифазні генератори та двигуни простіше конструювати завдяки постійному крутному моменту, який розвивається між трьома фазами; по-друге, якщо три фази збалансовані, їх сума дорівнює нулю, тому нейтральний провідник можна зменшити або навіть прибрати. Обидва ці заходи призводять до значної економії коштів для постачальників.
У випадку симетричних трифазних систем (трипровідних або чотирипровідних) гармоніки набору з трьох спотворених (несинусоїдальних) періодичних сигналів класифікують також відповідно до їх послідовності фаз.
Гармоніки прямої послідовності мають таку саму послідовність фаз, що й у трьох вихідних сигналів. Порядок гармонік прямої послідовності задається формулою:
.
Якщо основні компоненти виключені з гармонік прямої послідовності, то порядок решти гармонік визначається як:
.
Гармоніки зворотної послідовності мають послідовність фаз, протилежну до послідовності трьох вихідних сигналів. Їх порядок визначається формулою:
.
Гармоніки нульової послідовності перебувають у фазі для даної частоти або порядку. Це гармоніки, кратні трьом — їх частота (h) кратна частоті третьої гармоніки:
.
Вимірювання
Сумарний коефіцієнт гармонічних спотворень (СКГС; англ. Total Harmonic Distortion, THD) є загальною мірою рівня гармонічних спотворень, наявних у системах живлення. СКГС визначається як відношення середньоквадратичного значення всіх гармонік напруги або струму до середньоквадратичного значення основної складової, у відсотках; компонентом постійного струму нехтують.
де — СКГС по напрузі, — СКГС по струму, Vk — середньоквадратична напруга k-ї гармоніки, Ik — середньоквадратична напруга k-ї гармоніки, k = 1 — порядок основної частоти.
Як правило, при розрахунках розглядають гармоніки , а гармоніки, вищі 40-ї, ігнорують.
Вимірювання гармонічних спотворень здійснюється за допомогою
, пристроїв, які виконують вимірювання та запис миттєвих значень струму та напруги з достатньо високою частотою. На підставі записаних відліків можна розрахувати у тому числі СКГС.Нормування
Величина гармонік в електромережах регулюється міжнародними стандартами та їх місцевими похідними, прийнятими різними країнами.
Інститут інженерів з електротехніки та електроніки, розробив та підтримує для цього окремий стандарт — IEEE 519, що застосовується, зокрема, в Північній Америці.
У більшості країн Європи основою національних стандартів є EN 50160 — міжнародний стандарт якості електроенергії, який встановлює межі для різних параметрів, що визначають напругу в мережі змінного струму, зокрема — і для гармонік. В Україні вимоги до якості електроенергії з 2014 року визначалися ДСТУ EN 50160:2014 «Характеристики напруги електропостачання в електричних мережах загальної призначеності», який фактично є перекладом EN 50160:2010. Зокрема, для (мереж низької напруги) (до 1 кВ) встановлено такі обмеження:
- Сумарний коефіцієнт гармонічних спотворень напруги електропостачання, ураховуючи всі гармоніки до 40-ї включно, має бути не більше 8 %.
- 95 % середньоквадратичних значень гармонік зворотної послідовності напруги електропостачання, усереднених на 10-хвилинному проміжку, мають бути в межах від 0 % до 2 % від складника напруги прямої послідовності.
- 95 % середньоквадратичних значень напруги кожної гармоніки, усереднених на 10-хвилинному проміжку, мають бути не більше наступних значень:
Непарні гармоніки | Парні гармоніки | ||||
---|---|---|---|---|---|
не кратні 3 | кратні 3 | ||||
Порядок | Відносна амплітуда (%) | Порядок | Відносна амплітуда (%) | Порядок | Відносна амплітуда (%) |
5 | 6,0 % | 3 | 5,0 % | 2 | 2,0 % |
7 | 5,0 % | 9 | 1,5 % | 4 | 1,0 % |
11 | 3,5 % | 15 | 0,5 % | 6—24 | 0,5 % |
13 | 3,0 % | 21 | 0,5 % | ||
17 | 2,0 % | ||||
19 | 1,5 % | ||||
23 | 1,5 % | ||||
25 | 1,5 % |
Вплив
Одним з основних ефектів гармонік енергосистеми є збільшення сили струму в системі. Особливо це стосується третьої гармоніки, яка викликає різке збільшення сили струму нейтральному провіднику. Цей ефект може вимагати особливої уваги при проєктуванні електричних систем для обслуговування нелінійних навантажень.
, а отже, збільшує силу струму вВнесок у загальний коефіцієнт потужності
Гармоніки впливають на реальну потужність, що передається навантаженню. Середня реальна потужність сумі добутків напруги та струму (і коефіцієнта потужності, позначеного тут pf) на кожній вищій частоті до добутку напруги та струму на основній частоті, або
де — середня реальна потужність, Vk та Ik є середньоквадратичними значеннями напруги та струму на гармоніці k ( позначає основну частоту), і це традиційне визначення потужності без урахування компонентів гармонік.
Коефіцієнт потужності, згаданий вище, є коефіцієнтом потужності зсуву (через зсув фаз між напругою та струмом). Існує ще один коефіцієнт потужності, який залежить від СКГС. Істинний коефіцієнт потужності визначено як співвідношення між середньою реальною потужністю та величиною середньоквадратичної напруги та струму, , де — середьоквадратичне значення напруги, а — середьоквадратичне значення струму.
і
Якщо підставити це в рівняння для справжнього коефіцієнта потужності, стає зрозуміло, що величина може мати дві складові, одна з яких є традиційним коефіцієнтом потужності (де нехтують впливом гармонік), а друга — внеском гармонік у коефіцієнт потужності:
де є коефіцієнтом потужності зсуву (коефіцієнт потужності на основній частоті) і це коефіцієнт потужності спотворення (тобто внесок гармонік у загальний коефіцієнт потужності).
Вплив на електрообладнання
Втрати через гістерезис і вихрові струми в залізному осерді двигуна пропорційні частоті струму. Оскільки гармоніки мають вищу частоту, вони спричиняють вищі втрати в осерді двигуна. Це призводить до посиленого нагрівання осердя, що може скоротити термін служби двигуна. 5-та гармоніка викликає зустрічну рушійну силу у великих двигунах, яка діє в протилежний бік до напрямку обертання. Ця сила недостатня, щоб протидіяти обертанню, однак усе ж відіграє невелику роль у кінцевій швидкості обертання. Крім того, гармоніки можуть створити коливання моменту на валу двигуна, вібрацію та акустичний шум.
Наявність вищих гармонік збільшує загальний середньоквадратичний струм у трансформаторі, який може перевищити проєктне значення, та збільшує витрати в магнітопроводі. Через це трансформатор додатково нагрівається. Крім того, через гармоніки магнітний потік може «вириватися» з осердя трансформатора й наводити вихрові струми в конструктивних елементах, нагріваючи їх.
Вищі гармоніки з ліній електропередач можуть створювати наведення на телекомунікації, які проходять паралельно. Найбільш небезпечними є гармоніки від 540 до 1200 Гц, оскільки наведена напруга в перерахунку на одиницю струму в лінії електропередач зростає з частотою. Застосування двопровідних телефонних ліній практично усуває проблему.
Індукційні електричні лічильники калібрують для роботи на основній частоті (50 або 60 Гц), а зі збільшенням частоти їх точність падає. Внаслідок того, вони можуть давати занижені значення спожитої електроенергії. Електронні лічильники значно менш чутливі до гармонік.
У діелектриках можливі газові включення. Імовірність іонізації в них залежить від форми прикладеної напруги. Наявність гармонік робить форму напруги загостренішою, що збільшує ймовірність виникнення локальних електричних розрядів у газових включеннях, які сприяють прискореному старінню діелектрика, збільшенню тангенса кута діелектричних втрат.
Зменшення впливу
Зменшення впливу передбачає як зменшення взаємного впливу гармонік між споживачами, приєднаними до одних і тих же шин трансформаторної підстанції, так і зменшення передачі гармонік у високовольтні мережі. Методи зменшення впливу включають встановлення пасивних фільтрів, активних компенсаторів, розділових трансформаторів та схемотехнічні рішення в перетворювальних схемах.
Пасивні фільтри
Пасивні фільтри включають:
- реактори (дроселі), які включені в лінію послідовно з навантаженням;
- батареї конденсаторів, увімкнені паралельно навантаженню або паралельно трансформатору;
- Г-подібні, Т-подібні або П-подібні фільтри низьких частот;
- блокуючі або шунтуючі резонансні фільтри.
Шунтуючий резонансний фільтр є послідовним коливальним контуром, який має найменший опір на резонансній частоті, і вмикається паралельно навантаженню. Таким чином шунтуючий резонансний фільтр замикає струми гармонік через себе. Недоліком резонансних фільтрів є необхідність мати окремий фільтр на кожну гармоніку.
Активні компенсатори
Активні компенсатори передбачають аналіз форми струму споживача та введення в ланцюг живлення спеціально сформованого струму для компенсації гармонік. Недоліком є висока вартість таких пристроїв.
Розділові трансформатори
Споживачів, які створюють значні гармонічні спотворення струму, рекомендовано живити від окремих трансформаторів або окремих обмоток трансформатора. Трансформатори, у яких первинна обмотка з'єднана трикутником, а вторинна — зіркою, повністю блокують передачу гармонік нульової послідовності від споживача в мережу.
Схемотехнічні рішення у випрямлячах
У споживачах, які використовують випрямлячі, нелінійні спотворення виникають унаслідок пульсацій струму.
Гармоніки, які, генеруються діодними мостами, визначаються формулою: , де n — номер гармоніки, k — натуральне число, p — кількість плечей моста. Для 6-імпульсного перетворювача p=6, для 12-імпульсного p=12. Відповідно, збільшення кількості фаз призводить до зменшення пульсацій, отже до зменшення частки гармонік.
Найпоширенішою схемою є використання 12-імпульсного багатофазного випрямляча. 12-імпульсний випрямляч являє собою два трифазних діодних моста, один з яких приєднується до трансформатора «зірка-зірка», а інший до . Виводи постійного струму можуть з'єднуватись паралельно, послідовно або живити два незалежних навантаження, приблизно рівних за споживаною потужністю.
Використання
дозволяє збільшити кількість фаз до 24 або навіть 48.Коментарі
- В українській технічній літературі термін «навантаження» може вживатись у двох значеннях:
- пристрій, що споживає потужність;
- потужність, що споживається пристроєм.
- Приклад із Національного електричного кодексу США: «Трифазна чотирипровідна система електропостачання зі з'єднанням зіркою, яка застосовується для живлення нелінійного навантаження, може вимагати, щоб конструкція передбачала можливість струму високих гармонік у нейтральному провіднику. (Стаття 220.61(C), FPN No. 2)»
Примітки
- W. Mack Grady, 2012, с. 1.
- Dugan та ін., 2002, с. 168.
- W. Mack Grady, 2012, с. 1—2.
- Dugan та ін., 2002, с. 167.
- Das, J. C. (2015). Power System Harmonics and Passive Filter Design. Wiley, IEEE Press. ISBN .
To distinguish between linear and nonlinear loads, we may say that linear time-invariant loads are characterized so that an application of a sinusoidal voltage results in a sinusoidal flow of current.
- Edvard Csanyl (15 січня 2018). What are Triplen Harmonics and where do they happen?. Процитовано 23 червня 2024.
- Wakileh, George J. (2001). Power Systems Harmonics: Fundamentals, Analysis and Filter Design (вид. 1). Springer. с. 13—15. ISBN .
- Форкун, Я. Б.; Глєбова, М. Л.; Сабалаєва, Н. О. (2016). Конспект лекцій з дисципліни «Теоретичні основи електротехніки», частина II (для студентів усіх форм навчання напрямів 6.050701 – Електротехніка та електротехнології, 6.050702 – Електромеханіка та студентів за спеціальністю 141 – Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка) (PDF) (українською) . Харків: ХАРКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ МІСЬКОГО ГОСПОДАРСТВА імені О. М. БЕКЕТОВА. с. 22—45.
- И.В., Жежеленко (1974). Высшие гармоники в системах электроснабжения промпредприятий (Russian) . Процитовано 7 серпня 2024.
- Harmonics Made Simple. ecmweb.com. Процитовано 25 листопада 2015.
- IEEE Standard 519, IEEE recommended practices and requirements for harmonic control in electric power systems, IEEE-519, 1992. p. 10.
- Сиченко В.Г., Саєнко Ю.Л., Босий Д.О. (2015). За загальною редакцією Сиченка В.Г. (ред.). Якість електричної енергії у тягових мережах електрифікованих залізниць (Монографія). Дн-вск: Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна (ПФ «Стандарт-Сервіс»). ISBN . Процитовано 14 серпня 2024.
ГОСТ 13109-97 не передбачає нормування інтергармонік. Процес стандартизації інтергармонік знаходиться у стадії вивчення і обговорення. Згідно з рекомендаціями МЕК інтергармоніки напруги обмежуються значеннями 0,2 % в межах частотного діапазону від отриманої складової до 2 кГц.
- Introduction to Three-phase Circuits (PDF). Behna University. Процитовано 5 жовтня 2022.
- Fuchs, Ewald F.; Masoum, Mohammad A. S. (2008). Power Quality in Power Systems and Electrical Machines (вид. 1). Academic Press. с. 17—18. ISBN .
- Dugan та ін., 2002, с. 178.
- Про затвердження Кодексу систем розподілу. Офіційний вебпортал парламенту України (укр.). Процитовано 11 серпня 2024.
- Cahier technique no. 152. Harmonic disturbances in networks, and their treatment (PDF) (англ.). Schneider Electric. Процитовано 7 серпня 2024.
- Грицак, Роман; Яворський, Андрій (30 листопада 2023). Огляд сучасного стану законодавчого регулювання, технологій та засобів вимірювальної техніки у сфері вимірювання якості електричної енергії. Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах. № 4. с. 251—264. doi:10.31891/2219-9365-2023-76-34. ISSN 2219-9365. Процитовано 17 серпня 2024.
- Ribeiro, M.V.; Romano, J.M.T.; Duque, C.A. (2003). An improved method for signal processing and compression in power quality evaluation. IEEE. с. 1117—1117. doi:10.1109/PES.2003.1270480. ISBN . Процитовано 17 серпня 2024.
- IEEE 519 — Standard for Harmonic Control in Electric Power Systems. IEEE SA. 5 серпня 2022. Процитовано 13 серпня 2024.
Current projects that have been authorized by the IEEE SA Standards Board to develop a standard. No Active Projects
- Henryk Markiewicz & Antoni Klajn (July 2004). Voltage Disturbances: Standard EN 50160 - Voltage Characteristics in Public Distribution Systems (PDF). Leonardo Power Quality Initiative. Процитовано 17 серпня 2024.
- Ганна Довгая (11 Березня 2024). Втратив чинність ДСТУ 50160:2014. Радник у сфері публічних закупівель. Процитовано 11 серпня 2024.
- Якість електричної енергії. НКРЕКП. 5.04.2024. Процитовано 15 липня 2024.
- W. Mack Grady and Robert Gilleski. Harmonics and How They Relate to Power Factor. Proc. of the EPRI Power Quality Issues & Opportunities Conference.
- Dugan, R.C.; McGranaghan, M.F.; Beaty, H.W. (2003). Electrical Power Systems Quality (PDF) (англ.) (вид. 2-ге). New York: McGraw-Hill. ISBN .
- Катюха, А.А.; Сілі, І.І. Методи та пристрої компенсації вищих гармонік струму (PDF) (українською) . Таврійський державний агротехнологічний університет. Процитовано 10 серпні 2024.
Подальше читання
- Sankaran, C. (1 жовтня 1999). Effects of Harmonics on Power Systems. Electrical Construction and Maintenance Magazine. Penton Media, Inc. Процитовано 11 березня 2020.
- ДСТУ EN 50160:2023 (EN 50160:2022, IDT) Характеристики напруги електропостачання в електричних мережах загальної призначеності
- W. Mack Grady (April 2012). Understanding Power System Harmonics (PDF) (Dept. of Electrical & Computer Engineering) (англ.). University of Texas at Austin.
- Dugan, Roger C.; Santoso, Surya; McGranaghan, Mark F.; Beaty, H. Wayne (2002). Electrical Power Systems Quality (англ.) (вид. 2). McGraw-Hill. ISBN .
Ця стаття належить до української Вікіпедії. |
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
U Vikipediyi ye statti pro inshi znachennya cogo termina Garmonika Garmoniki v elektromerezhah ce sinusoyidalni kolivannya naprugi abo strumu chastoti yakih kratni osnovnij chastoti v sistemi elektropostachannya zazvichaj 50 abo 60 Gc zalezhno vid regionu Garmoniki klasifikuyut za tipom signalu napruga abo strum za poryadkom parni neparni kratni trom i neparni ne kratni trom a v trifaznih sistemah za poslidovnistyu faz pozitivna negativna abo nulova Garmoniki vinikayut cherez pidklyuchennya nelinijnih navantazhen inshi movi Prim 1 takih yak vipryamlyachi gazorozryadni lampi abo elektrichni mashini v rezhimi nasichennya sho mozhe negativno vplivati na yakist elektroenergiyi Voni sprichinyayut dodatkovij nagriv obladnannya ta providnikiv zboyi v roboti privodiv zi zminnoyu shvidkistyu pulsacij krutnogo momentu v dvigunah i generatorah a takozh elektromagnitni pereshkodi na telefonni liniyi Isnuyut standarti yaki obmezhuyut yak riven okremih garmonik tak i sumarnij koeficiyent garmonichnih spotvoren Dlya znizhennya yih vplivu vikoristovuyut pasivni filtri aktivni kompensatori rozdilovi transformatori ta inshi tehnichni rishennya Zmist 1 Istoriya 2 Klasifikaciya 2 1 Za tipom signalu 2 1 1 Garmoniki strumu 2 1 2 Garmoniki naprugi 2 2 Za poryadkom 2 2 1 Parni garmoniki 2 2 2 Neparni garmoniki 2 2 2 1 Garmoniki kratni 3 2 2 2 2 Garmoniki ne kratni 3 2 2 3 Intergarmoniki 2 3 Poslidovnosti v trifaznih sistemah 3 Vimiryuvannya 4 Normuvannya 5 Vpliv 5 1 Vnesok u zagalnij koeficiyent potuzhnosti 5 2 Vpliv na elektroobladnannya 6 Zmenshennya vplivu 6 1 Pasivni filtri 6 2 Aktivni kompensatori 6 3 Rozdilovi transformatori 6 4 Shemotehnichni rishennya u vipryamlyachah 7 Komentari 8 Primitki 9 Podalshe chitannyaIstoriyared Pershim problemu garmonik v energosistemah pomitiv inzhener elektrik Charlz Proteus Shtejnmec U svoyij publikaciyi 1916 roku vin opisav problemu tretoyi garmoniki v trifaznih sistemah zhivlennya i zaproponuvav vikoristannya z yednannya trikutnikom D connections dlya yiyi pridushennya Masove vprovadzhennya tehnichnih rishen zaproponovanih Shtejnmecem znachnoyu miroyu usunulo tretyu garmoniku 1 U 1930 1940 h rokah z yavilisya podalshi doslidzhennya garmonik 2 Rozvitok elektrifikaciyi ta telefonizaciyi viyaviv problemu garmonik vishih poryadkiv voni sprichinyali navedennya na telefonnih liniyah yaki vidchuvalisya yak zvukovi pereshkodi pid chas telefonnih rozmov Ce bulo osoblivo pomitno u viddalenih perevazhno silskih rajonah de elektromerezhi j telefonni liniyi prokladali poruch napriklad na odnih stovpah Izolyaciya ne rozv yazuvala problemi i telefonni kabeli dovodilosya zakopuvati pid zemlyu 3 Osnovnimi dzherelami garmonik na toj chas buli transformatori sho prizvelo do vprovadzhennya filtraciyi v elektromerezhah 2 Ostatochne rozv yazannya problemi stalo mozhlivim lishe pislya zamini zvichajnih telefonnih drotiv na ekranovanu zvitu paru a nadali perehodom na optovolokonni kabeli 3 Problema garmonik znovu nabula aktualnosti z poshirennyam elektronnih peretvoryuvachiv elektroenergiyi osoblivo v SShA naprikinci 1970 h rokiv Vislovlyuvalisya rizni prognozi ta propoziciyi vklyuchayuchi radikalni zahodi taki yak povna zaborona na vikoristannya takih pristroyiv u elektromerezhah zagalnogo priznachennya 4 Klasifikaciyared Za tipom signalured Garmoniki strumured U zvichajnij sistemi zhivlennya zminnogo strumu strum zminyuyetsya sinusoyidalno z pevnoyu chastotoyu yak pravilo 50 abo 60 Gc Koli do sistemi pidklyuchene linijne elektrichne navantazhennya nezminne v chasi inshi movi vono spozhivaye sinusoyidalnij strum iz tiyeyu zh chastotoyu sho j napruga hocha ne zavzhdi u fazi z naprugoyu 5 2 nbsp Kompaktna lyuminescentna lampa ye odnim iz prikladiv elektrichnogo navantazhennya z nelinijnoyu harakteristikoyu cherez shemu vipryamlyacha yaku vona vikoristovuye Signal strumu sinogo koloru silno spotvorenij Koli do sistemi pidklyuchene nelinijne navantazhennya vono spozhivaye strum yakij ne ye sinusoyidalnim tim samim stvoryuyuchi garmoniki strumu Nelinijnimi navantazhennyami ye napivprovidnikovi pristroyi taki yak tranzistori IGBT MOSFET diodi tosho zvichajne ofisne obladnannya take yak komp yuteri ta printeri lyuminescentne osvitlennya zaryadni pristroyi dlya akumulyatoriv a takozh privodi zi zminnoyu shvidkistyu dugovi pechi Elektrodviguni zazvichaj ne roblyat znachnogo vnesku v generaciyu garmonik prote j dviguni i transformatori stvoryuyut garmoniki v rezhimi magnitnogo nasichennya 6 Garmoniki naprugired Garmoniki naprugi zdebilshogo zumovleni garmonikami strumu Napruga vid dzherela bude vikrivlena garmonikami strumu cherez vnutrishnij opir U zbalansovanij trifaznij triprovidnij abo chotiriprovidnij sistemi zhivlennya linijni abo fazni naprugi ne mozhut mistiti garmonik chastota yakih kratna chastoti tretoyi garmoniki tobto garmonik poryadku h 3 n displaystyle h 3n nbsp zokrema i neparnih garmonik kratnih trom tobto garmoniki poryadku h 3 2 n 1 displaystyle h 3 2n 1 nbsp 7 Ce vidbuvayetsya tomu sho inakshe bude porusheno druge pravilo Kirhgofa taki garmoniki perebuvayut u fazi tomu yihnya suma dlya troh faz ne dorivnyuye nulyu odnak druge pravilo Kirhgofa vimagaye shob suma takih naprug bula rivnoyu nulyu sho vimagaye shob suma takih garmonik bula takozh nulovoyu Za tim zhe argumentom nabir iz troh linijnih strumiv u zbalansovanij triprovidnij trifaznij sistemi zhivlennya ne mozhe mistiti garmonik chastota yakih kratna chastoti tretoyi garmoniki ale v chotiriprovidnij sistemi voni mozhlivi i kratni 3 garmoniki linijnih strumiv stvoryuvatimut strum nejtrali 8 Za poryadkomred Vikrivlennya formi signalu v energetichnih sistemah mozhe buti skladnim zalezhno vid tipu navantazhennya ta jogo vzayemodiyi z inshimi komponentami sistemi Rozklad u ryad Fur ye daye zmogu dekonstruyuvati skladnu formu signalu na nizku prostih sinusoyid yaki pochinayutsya z osnovnoyi chastoti energosistemi ta prodovzhuyutsya na chastotah kratnih osnovnij Garmoniki viznachayutsya yak kratni osnovnij chastoti takim chinom tretya garmonika maye chastotu trikratnu osnovnij 9 Parni garmonikired Parni garmoniki spotvorenogo nesinusoyidalnogo periodichnogo signalu ce garmoniki chastota yakih ye vidminnim vid nulya parnim kratnim osnovnij chastoti yaka dorivnyuye chastoti osnovnoyi skladovoyi Otzhe yih poryadok zadano h 2 k k N displaystyle h 2k quad k in mathbb N quad nbsp de k displaystyle k nbsp ye cilim chislom napriklad h 2 4 6 8 10 displaystyle h 2 4 6 8 10 nbsp Yaksho spotvorenij signal predstaviti v trigonometrichnij formi abo amplitudno fazovij formi ryadu Fur ye to k displaystyle k nbsp nabuvaye naturalnih chisel yaksho spotvorenij signal podano v kompleksnij eksponencialnij formi ryadu Fur ye to k displaystyle k nbsp nabuvaye cilih vid yemnih ta dodatnih znachen nenulovih oskilki postijna skladova zazvichaj ne rozglyadayetsya yak garmonika 8 Parni garmoniki zazvichaj ne isnuyut v energosistemi cherez simetriyu mizh pozitivnoyu ta negativnoyu polovinami ciklu Krim togo yaksho formi signaliv u troh fazah ye simetrichnimi kratni trom garmoniki prignichuyutsya z yednannyam transformatoriv i dviguniv u trikutnik Neparni garmonikired Neparni garmoniki spotvorenogo nesinusoyidalnogo periodichnogo signalu ce garmoniki chastota yakih ye neparnim cilim chislom kratnim osnovnij chastoti Otzhe yih poryadok zadano h 2 k 1 k N displaystyle h 2k 1 quad k in mathbb N quad nbsp napriklad h 1 3 5 7 9 displaystyle h 1 3 5 7 9 nbsp 8 U spotvorenih periodichnih signalah abo formah hvili yaki mayut simetriyu napivhvil koli forma hvili protyagom negativnogo pivperiodu dorivnyuye negativnij formi signalu protyagom pozitivnogo pivperiodu usi parni garmoniki dorivnyuyut nulyu a 2 k b 2 k A 2 k 0 displaystyle a 2k b 2k A 2k 0 nbsp i postijna skladova takozh dorivnyuye nulyu a 0 0 displaystyle a 0 0 nbsp tomu voni mayut lishe neparni garmoniki A 2 k 1 0 displaystyle A 2k 1 neq 0 nbsp ci neparni garmoniki zagalom ye kosinusnimi a takozh sinusovimi ale v deyakih formah hvili napriklad pryamokutnih kosinusovi chleni dorivnyuyut nulyu a 2 k 1 0 displaystyle a 2k 1 0 nbsp b 2 k 1 0 displaystyle b 2k 1 neq 0 nbsp U bagatoh nelinijnih navantazhennyah takih yak invertori regulyatori naprugi inshi movi zminnogo strumu ta ciklokonvertori inshi movi forma vihidnoyi naprugi zazvichaj maye simetrichni napivhvili tomu mistit lishe neparni garmoniki Garmoniki kratni 3red Garmoniki spotvorenogo nesinusoyidalnogo periodichnogo signalu kratni trom ce garmoniki chastota yakih kratna chastoti tretoyi garmoniki h 3 2 k 1 k N displaystyle h 3 2k 1 quad k in mathbb N quad nbsp 8 nbsp Dodavannya garmoniki 3 go poryadku Zbalansovanij strum tretoyi garmoniki ne skladayetsya v nul u nejtrali 6 Ce prizvodit do strumu v nejtralnomu providniku z chastotoyu vtrichi bilshoyu vid osnovnoyi chastoti sho mozhe sprichiniti problemi yaksho sistema ne priznachena dlya cogo tobto providniki priznacheni lishe dlya normalnoyi roboti 10 Usi garmoniki kratni trom povodyatsya v sistemah elektrozhivlennya podibno do tretoyi garmoniki 10 U linijnij napruzi mizh dvoma faznimi provodami vidsutni kratni 3 garmoniki nezalezhno vid togo zirkoyu chi trikutnikom z yednani obmotki generatora abo transformatora Yaksho v z yednanni zirka zirka bez nejtralnogo provodu u faznij napruzi mizh faznim provodom ta nejtrallyu nayavni kratni 3 garmoniki to v linijnomu strumi vnesok strumu kratnih 3 garmonik dorivnyuvatime nulyu cherez pershij zakon Kirhgofa odnak mizh nejtralnimi tochkami generatora transformatora i spozhivacha vinikne deyaka napruga Yaksho v z yednanni zirka zirka z nejtralnim provodom po nejtralnomu provodu tektime strum tretoyi garmoniki vin mozhe perevishiti linijni strumi osnovnoyi garmoniki j prizvesti do peregrivu nejtralnogo providnika 8 Garmoniki ne kratni 3red Pevni spotvoreni nesinusoyidalni periodichni signali mistyat lishe neparni garmoniki yaki ne kratni 3 napriklad vihidna napruga trifaznogo regulyatora naprugi zminnogo strumu inshi movi z yednanogo zirkoyu z regulyuvannyam fazovogo kuta ta kutom vidkrittya a 45 displaystyle alpha 45 circ nbsp i z chisto rezistivnim navantazhennyam pid yednanim do jogo vihodu ta zazhivlenim trifaznoyu sinusoyidalnoyu simetrichnoyu naprugoyu Yih poryadok dayetsya h 6 k 1 k N displaystyle h 6k mp 1 quad k in mathbb N quad nbsp Ci garmoniki nazivayut neparnimi garmonikami ne kratnimi 3 11 Intergarmonikired Intergarmonikami nazivayutsya kolivannya chastota yakih ne kratna osnovnij chastoti Zgidno z rekomendaciyami MEK intergarmoniki naprugi obmezhuyutsya znachennyami 0 2 v mezhah chastotnogo diapazonu vid otrimanoyi skladovoyi do 2 kGc 12 Poslidovnosti v trifaznih sistemahred Dokladnishe Trifazna sistema elektropostachannya U trifaznih sistemah kozhna faza zsunuta na 120 gradusiv odna vid odnoyi Ce zrobleno z dvoh prichin golovnim chinom tomu sho trifazni generatori ta dviguni prostishe konstruyuvati zavdyaki postijnomu krutnomu momentu yakij rozvivayetsya mizh troma fazami po druge yaksho tri fazi zbalansovani yih suma dorivnyuye nulyu tomu nejtralnij providnik mozhna zmenshiti abo navit pribrati Obidva ci zahodi prizvodyat do znachnoyi ekonomiyi koshtiv dlya postachalnikiv 13 U vipadku simetrichnih trifaznih sistem triprovidnih abo chotiriprovidnih garmoniki naboru z troh spotvorenih nesinusoyidalnih periodichnih signaliv klasifikuyut takozh vidpovidno do yih poslidovnosti faz 5 7 8 14 7 Garmoniki pryamoyi poslidovnosti mayut taku samu poslidovnist faz sho j u troh vihidnih signaliv 15 Poryadok garmonik pryamoyi poslidovnosti zadayetsya formuloyu h 3 k 2 k N displaystyle h 3k 2 quad k in mathbb N quad nbsp 14 7 Yaksho osnovni komponenti viklyucheni z garmonik pryamoyi poslidovnosti to poryadok reshti garmonik viznachayetsya yak h 3 k 1 k N displaystyle h 3k 1 quad k in mathbb N quad nbsp 5 Garmoniki zvorotnoyi poslidovnosti mayut poslidovnist faz protilezhnu do poslidovnosti troh vihidnih signaliv 15 Yih poryadok viznachayetsya formuloyu h 3 k 1 k N displaystyle h 3k 1 quad k in mathbb N quad nbsp 5 14 7 Garmoniki nulovoyi poslidovnosti perebuvayut u fazi dlya danoyi chastoti abo poryadku Ce garmoniki kratni trom yih chastota h kratna chastoti tretoyi garmoniki h 3 k k N displaystyle h 3k quad k in mathbb N quad nbsp 5 14 7 Vimiryuvannyared nbsp Rezultati vimiryuvan koeficiyenta garmonijnih spotvoren v cilomu po kozhnij fazi i vnesok kozhnoyi garmoniki u analizatori yakosti elektrichnoyi energiyi Sumarnij koeficiyent garmonichnih spotvoren SKGS angl Total Harmonic Distortion THD ye zagalnoyu miroyu rivnya garmonichnih spotvoren nayavnih u sistemah zhivlennya SKGS viznachayetsya yak vidnoshennya serednokvadratichnogo znachennya vsih garmonik naprugi abo strumu do serednokvadratichnogo znachennya osnovnoyi skladovoyi u vidsotkah komponentom postijnogo strumu nehtuyut T H D V V 2 2 V 3 2 V 4 2 V n 2 V 1 100 k 2 n V k 2 V 1 100 displaystyle mathit THD V frac sqrt V 2 2 V 3 2 V 4 2 cdots V n 2 V 1 cdot 100 frac sqrt sum k mathop 2 n V k 2 V 1 cdot 100 nbsp T H D I I 2 2 I 3 2 I 4 2 I n 2 I 1 100 k 2 n I k 2 I 1 100 displaystyle THD I frac sqrt I 2 2 I 3 2 I 4 2 cdots I n 2 I 1 cdot 100 frac sqrt sum k mathop 2 n I k 2 I 1 cdot 100 nbsp de T H D V displaystyle THD V nbsp SKGS po napruzi T H D I displaystyle THD I nbsp SKGS po strumu Vk serednokvadratichna napruga k yi garmoniki Ik serednokvadratichna napruga k yi garmoniki k 1 poryadok osnovnoyi chastoti Yak pravilo pri rozrahunkah rozglyadayut garmoniki n 40 displaystyle n leq 40 nbsp a garmoniki vishi 40 yi ignoruyut 16 17 Vimiryuvannya garmonichnih spotvoren zdijsnyuyetsya za dopomogoyu analizatoriv yakosti elektrichnoyi energiyi inshi movi pristroyiv yaki vikonuyut vimiryuvannya ta zapis mittyevih znachen strumu ta naprugi z dostatno visokoyu chastotoyu 18 Na pidstavi zapisanih vidlikiv mozhna rozrahuvati u tomu chisli SKGS 19 Normuvannyared Velichina garmonik v elektromerezhah regulyuyetsya mizhnarodnimi standartami ta yih miscevimi pohidnimi prijnyatimi riznimi krayinami Institut inzheneriv z elektrotehniki ta elektroniki rozrobiv ta pidtrimuye dlya cogo okremij standart IEEE 519 sho zastosovuyetsya zokrema v Pivnichnij Americi 20 U bilshosti krayin Yevropi osnovoyu nacionalnih standartiv ye EN 50160 mizhnarodnij standart yakosti elektroenergiyi yakij vstanovlyuye mezhi dlya riznih parametriv sho viznachayut naprugu v merezhi zminnogo strumu zokrema i dlya garmonik 21 V Ukrayini vimogi do yakosti elektroenergiyi z 2014 roku viznachalisya DSTU EN 50160 2014 Harakteristiki naprugi elektropostachannya v elektrichnih merezhah zagalnoyi priznachenosti yakij faktichno ye perekladom EN 50160 2010 22 Zokrema dlya merezh nizkoyi naprugi do 1 kV vstanovleno taki obmezhennya Sumarnij koeficiyent garmonichnih spotvoren naprugi elektropostachannya urahovuyuchi vsi garmoniki do 40 yi vklyuchno maye buti ne bilshe 8 23 95 serednokvadratichnih znachen garmonik zvorotnoyi poslidovnosti naprugi elektropostachannya userednenih na 10 hvilinnomu promizhku mayut buti v mezhah vid 0 do 2 vid skladnika naprugi pryamoyi poslidovnosti 95 serednokvadratichnih znachen naprugi kozhnoyi garmoniki userednenih na 10 hvilinnomu promizhku mayut buti ne bilshe nastupnih znachen Garmoniki i vidnosni amplitudi Neparni garmoniki Parni garmoniki ne kratni 3 kratni 3 Poryadok Vidnosna amplituda Poryadok Vidnosna amplituda Poryadok Vidnosna amplituda 5 6 0 3 5 0 2 2 0 7 5 0 9 1 5 4 1 0 11 3 5 15 0 5 6 24 0 5 13 3 0 21 0 5 17 2 0 19 1 5 23 1 5 25 1 5 Vplivred Odnim z osnovnih efektiv garmonik energosistemi ye zbilshennya sili strumu v sistemi Osoblivo ce stosuyetsya tretoyi garmoniki yaka viklikaye rizke zbilshennya sili strumu nulovoyi poslidovnosti inshi movi a otzhe zbilshuye silu strumu v nejtralnomu providniku Cej efekt mozhe vimagati osoblivoyi uvagi pri proyektuvanni elektrichnih sistem dlya obslugovuvannya nelinijnih navantazhen Prim 2 Vnesok u zagalnij koeficiyent potuzhnostired Garmoniki vplivayut na realnu potuzhnist sho peredayetsya navantazhennyu Serednya realna potuzhnist sumi dobutkiv naprugi ta strumu i koeficiyenta potuzhnosti poznachenogo tut pf na kozhnij vishij chastoti do dobutku naprugi ta strumu na osnovnij chastoti abo P avg k 1 V k I k p f P avg 1 P avg 2 displaystyle P text avg sum k mathop 1 infty V k cdot I k cdot pf P text avg 1 P text avg 2 cdots nbsp de P avg displaystyle P text avg nbsp serednya realna potuzhnist Vk ta Ik ye serednokvadratichnimi znachennyami naprugi ta strumu na garmonici k k 1 displaystyle k 1 nbsp poznachaye osnovnu chastotu i P avg 1 displaystyle P text avg 1 nbsp ce tradicijne viznachennya potuzhnosti bez urahuvannya komponentiv garmonik Koeficiyent potuzhnosti zgadanij vishe ye koeficiyentom potuzhnosti zsuvu cherez zsuv faz mizh naprugoyu ta strumom Isnuye she odin koeficiyent potuzhnosti yakij zalezhit vid SKGS Istinnij koeficiyent potuzhnosti viznacheno yak spivvidnoshennya mizh serednoyu realnoyu potuzhnistyu ta velichinoyu serednokvadratichnoyi naprugi ta strumu p f true P avg V rms I rms displaystyle pf text true frac P text avg V text rms I text rms nbsp de V r m s displaystyle V rms nbsp seredokvadratichne znachennya naprugi a I r m s displaystyle I rms nbsp seredokvadratichne znachennya strumu 24 V rms V 1 rms 1 T H D V 100 2 displaystyle V text rms V 1 text rms sqrt 1 left frac THD V 100 right 2 nbsp i I rms I 1 rms 1 T H D I 100 2 displaystyle I text rms I 1 text rms sqrt 1 left frac THD I 100 right 2 nbsp Yaksho pidstaviti ce v rivnyannya dlya spravzhnogo koeficiyenta potuzhnosti staye zrozumilo sho velichina mozhe mati dvi skladovi odna z yakih ye tradicijnim koeficiyentom potuzhnosti de nehtuyut vplivom garmonik a druga vneskom garmonik u koeficiyent potuzhnosti p f true P avg V 1 rms I 1 rms 1 1 T H D V 100 2 1 T H D I 100 2 p f disp p f dist displaystyle pf text true frac P text avg V 1 text rms I 1 text rms cdot frac 1 sqrt 1 left frac THD V 100 right 2 sqrt 1 left frac THD I 100 right 2 pf text disp cdot pf text dist nbsp de p f disp displaystyle pf text disp nbsp ye koeficiyentom potuzhnosti zsuvu koeficiyent potuzhnosti na osnovnij chastoti i p f dist displaystyle pf text dist nbsp ce koeficiyent potuzhnosti spotvorennya tobto vnesok garmonik u zagalnij koeficiyent potuzhnosti 24 Vpliv na elektroobladnannyared Vtrati cherez gisterezis i vihrovi strumi v zaliznomu oserdi dviguna proporcijni chastoti strumu Oskilki garmoniki mayut vishu chastotu voni sprichinyayut vishi vtrati v oserdi dviguna Ce prizvodit do posilenogo nagrivannya oserdya sho mozhe skorotiti termin sluzhbi dviguna 5 ta garmonika viklikaye zustrichnu rushijnu silu u velikih dvigunah yaka diye v protilezhnij bik do napryamku obertannya Cya sila nedostatnya shob protidiyati obertannyu odnak use zh vidigraye neveliku rol u kincevij shvidkosti obertannya Krim togo garmoniki mozhut stvoriti kolivannya momentu na valu dviguna 25 vibraciyu ta akustichnij shum 17 Nayavnist vishih garmonik zbilshuye zagalnij serednokvadratichnij strum u transformatori yakij mozhe perevishiti proyektne znachennya ta zbilshuye vitrati v magnitoprovodi Cherez ce transformator dodatkovo nagrivayetsya Krim togo cherez garmoniki magnitnij potik mozhe virivatisya z oserdya transformatora j navoditi vihrovi strumi v konstruktivnih elementah nagrivayuchi yih 25 Vishi garmoniki z linij elektroperedach mozhut stvoryuvati navedennya na telekomunikaciyi yaki prohodyat paralelno Najbilsh nebezpechnimi ye garmoniki vid 540 do 1200 Gc oskilki navedena napruga v pererahunku na odinicyu strumu v liniyi elektroperedach zrostaye z chastotoyu Zastosuvannya dvoprovidnih telefonnih linij praktichno usuvaye problemu 25 Indukcijni elektrichni lichilniki kalibruyut dlya roboti na osnovnij chastoti 50 abo 60 Gc a zi zbilshennyam chastoti yih tochnist padaye Vnaslidok togo voni mozhut davati zanizheni znachennya spozhitoyi elektroenergiyi Elektronni lichilniki znachno mensh chutlivi do garmonik 25 U dielektrikah mozhlivi gazovi vklyuchennya Imovirnist ionizaciyi v nih zalezhit vid formi prikladenoyi naprugi Nayavnist garmonik robit formu naprugi zagostrenishoyu sho zbilshuye jmovirnist viniknennya lokalnih elektrichnih rozryadiv u gazovih vklyuchennyah yaki spriyayut priskorenomu starinnyu dielektrika zbilshennyu tangensa kuta dielektrichnih vtrat 9 Zmenshennya vplivured Zmenshennya vplivu peredbachaye yak zmenshennya vzayemnogo vplivu garmonik mizh spozhivachami priyednanimi do odnih i tih zhe shin transformatornoyi pidstanciyi tak i zmenshennya peredachi garmonik u visokovoltni merezhi Metodi zmenshennya vplivu vklyuchayut vstanovlennya pasivnih filtriv aktivnih kompensatoriv rozdilovih transformatoriv ta shemotehnichni rishennya v peretvoryuvalnih shemah 26 17 Pasivni filtrired Dokladnishe Filtr garmonik inshi movi Pasivni filtri vklyuchayut reaktori droseli yaki vklyucheni v liniyu poslidovno z navantazhennyam batareyi kondensatoriv uvimkneni paralelno navantazhennyu abo paralelno transformatoru G podibni T podibni abo P podibni filtri nizkih chastot blokuyuchi abo shuntuyuchi rezonansni filtri 9 Shuntuyuchij rezonansnij filtr ye poslidovnim kolivalnim konturom yakij maye najmenshij opir na rezonansnij chastoti i vmikayetsya paralelno navantazhennyu Takim chinom shuntuyuchij rezonansnij filtr zamikaye strumi garmonik cherez sebe 17 Nedolikom rezonansnih filtriv ye neobhidnist mati okremij filtr na kozhnu garmoniku 9 17 Aktivni kompensatorired Dokladnishe Aktivnij silovij filtr inshi movi Aktivni kompensatori peredbachayut analiz formi strumu spozhivacha ta vvedennya v lancyug zhivlennya specialno sformovanogo strumu dlya kompensaciyi garmonik Nedolikom ye visoka vartist takih pristroyiv 17 9 Rozdilovi transformatorired Spozhivachiv yaki stvoryuyut znachni garmonichni spotvorennya strumu rekomendovano zhiviti vid okremih transformatoriv abo okremih obmotok transformatora 9 Transformatori u yakih pervinna obmotka z yednana trikutnikom a vtorinna zirkoyu povnistyu blokuyut peredachu garmonik nulovoyi poslidovnosti vid spozhivacha v merezhu 17 Shemotehnichni rishennya u vipryamlyachahred nbsp Shema 12 impulsnogo vipryamlyacha z poslidovno z yednanimi diodnimi mostami U spozhivachah yaki vikoristovuyut vipryamlyachi nelinijni spotvorennya vinikayut unaslidok pulsacij strumu Garmoniki yaki generuyutsya diodnimi mostami viznachayutsya formuloyu n k p 1 displaystyle n kp pm 1 nbsp de n nomer garmoniki k naturalne chislo p kilkist plechej mosta Dlya 6 impulsnogo peretvoryuvacha p 6 dlya 12 impulsnogo p 12 17 Vidpovidno zbilshennya kilkosti faz prizvodit do zmenshennya pulsacij otzhe do zmenshennya chastki garmonik 9 Najposhirenishoyu shemoyu ye vikoristannya 12 impulsnogo bagatofaznogo vipryamlyacha 12 impulsnij vipryamlyach yavlyaye soboyu dva trifaznih diodnih mosta odin z yakih priyednuyetsya do transformatora zirka zirka a inshij do transformatora trikutnik zirka inshi movi Vivodi postijnogo strumu mozhut z yednuvatis paralelno poslidovno abo zhiviti dva nezalezhnih navantazhennya priblizno rivnih za spozhivanoyu potuzhnistyu 9 Vikoristannya fazoobertalnogo transformatora inshi movi dozvolyaye zbilshiti kilkist faz do 24 abo navit 48 9 Komentarired V ukrayinskij tehnichnij literaturi termin navantazhennya mozhe vzhivatis u dvoh znachennyah pristrij sho spozhivaye potuzhnist potuzhnist sho spozhivayetsya pristroyem U cij statti termin navantazhennya vzhivayetsya v pershomu znachenni zgidno z Mizhnarodnim elektrotehnichnim slovnikom Priklad iz Nacionalnogo elektrichnogo kodeksu SShA Trifazna chotiriprovidna sistema elektropostachannya zi z yednannyam zirkoyu yaka zastosovuyetsya dlya zhivlennya nelinijnogo navantazhennya mozhe vimagati shob konstrukciya peredbachala mozhlivist strumu visokih garmonik u nejtralnomu providniku Stattya 220 61 C FPN No 2 Primitkired W Mack Grady 2012 s 1 a b Dugan ta in 2002 s 168 a b W Mack Grady 2012 s 1 2 Dugan ta in 2002 s 167 a b v g d Das J C 2015 Power System Harmonics and Passive Filter Design Wiley IEEE Press ISBN 978 1 118 86162 2 To distinguish between linear and nonlinear loads we may say that linear time invariant loads are characterized so that an application of a sinusoidal voltage results in a sinusoidal flow of current a b Edvard Csanyl 15 sichnya 2018 What are Triplen Harmonics and where do they happen Procitovano 23 chervnya 2024 a b v g d Wakileh George J 2001 Power Systems Harmonics Fundamentals Analysis and Filter Design vid 1 Springer s 13 15 ISBN 978 3 642 07593 3 a b v g d Forkun Ya B Glyebova M L Sabalayeva N O 2016 Konspekt lekcij z disciplini Teoretichni osnovi elektrotehniki chastina II dlya studentiv usih form navchannya napryamiv 6 050701 Elektrotehnika ta elektrotehnologiyi 6 050702 Elektromehanika ta studentiv za specialnistyu 141 Elektroenergetika elektrotehnika ta elektromehanika PDF ukrayinskoyu Harkiv HARKIVSKIJ NACIONALNIJ UNIVERSITET MISKOGO GOSPODARSTVA imeni O M BEKETOVA s 22 45 a b v g d e zh i k I V Zhezhelenko 1974 Vysshie garmoniki v sistemah elektrosnabzheniya prompredpriyatij Russian Procitovano 7 serpnya 2024 a b Harmonics Made Simple ecmweb com Procitovano 25 listopada 2015 IEEE Standard 519 IEEE recommended practices and requirements for harmonic control in electric power systems IEEE 519 1992 p 10 Sichenko V G Sayenko Yu L Bosij D O 2015 Za zagalnoyu redakciyeyu Sichenka V G red Yakist elektrichnoyi energiyi u tyagovih merezhah elektrifikovanih zaliznic Monografiya Dn vsk Dnipropetrovskij nacionalnij universitet zaliznichnogo transportu imeni akademika V Lazaryana PF Standart Servis ISBN 978 966 97463 8 2 Procitovano 14 serpnya 2024 GOST 13109 97 ne peredbachaye normuvannya intergarmonik Proces standartizaciyi intergarmonik znahoditsya u stadiyi vivchennya i obgovorennya Zgidno z rekomendaciyami MEK intergarmoniki naprugi obmezhuyutsya znachennyami 0 2 v mezhah chastotnogo diapazonu vid otrimanoyi skladovoyi do 2 kGc Introduction to Three phase Circuits PDF Behna University Procitovano 5 zhovtnya 2022 a b v g Fuchs Ewald F Masoum Mohammad A S 2008 Power Quality in Power Systems and Electrical Machines vid 1 Academic Press s 17 18 ISBN 978 0123695369 a b Dugan ta in 2002 s 178 Pro zatverdzhennya Kodeksu sistem rozpodilu Oficijnij vebportal parlamentu Ukrayini ukr Procitovano 11 serpnya 2024 a b v g d e zh i Cahier technique no 152 Harmonic disturbances in networks and their treatment PDF angl Schneider Electric Procitovano 7 serpnya 2024 Gricak Roman Yavorskij Andrij 30 listopada 2023 Oglyad suchasnogo stanu zakonodavchogo regulyuvannya tehnologij ta zasobiv vimiryuvalnoyi tehniki u sferi vimiryuvannya yakosti elektrichnoyi energiyi Vimiryuvalna ta obchislyuvalna tehnika v tehnologichnih procesah 4 s 251 264 doi 10 31891 2219 9365 2023 76 34 ISSN 2219 9365 Procitovano 17 serpnya 2024 Ribeiro M V Romano J M T Duque C A 2003 An improved method for signal processing and compression in power quality evaluation IEEE s 1117 1117 doi 10 1109 PES 2003 1270480 ISBN 978 0 7803 7989 3 Procitovano 17 serpnya 2024 IEEE 519 Standard for Harmonic Control in Electric Power Systems IEEE SA 5 serpnya 2022 Procitovano 13 serpnya 2024 Current projects that have been authorized by the IEEE SA Standards Board to develop a standard No Active Projects Henryk Markiewicz amp Antoni Klajn July 2004 Voltage Disturbances Standard EN 50160 Voltage Characteristics in Public Distribution Systems PDF Leonardo Power Quality Initiative Procitovano 17 serpnya 2024 Ganna Dovgaya 11 Bereznya 2024 Vtrativ chinnist DSTU 50160 2014 Radnik u sferi publichnih zakupivel Procitovano 11 serpnya 2024 Yakist elektrichnoyi energiyi NKREKP 5 04 2024 Procitovano 15 lipnya 2024 a b W Mack Grady and Robert Gilleski Harmonics and How They Relate to Power Factor Proc of the EPRI Power Quality Issues amp Opportunities Conference a b v g Dugan R C McGranaghan M F Beaty H W 2003 Electrical Power Systems Quality PDF angl vid 2 ge New York McGraw Hill ISBN 0 07 150191 6 Katyuha A A Sili I I Metodi ta pristroyi kompensaciyi vishih garmonik strumu PDF ukrayinskoyu Tavrijskij derzhavnij agrotehnologichnij universitet Procitovano 10 serpni 2024 Podalshe chitannyared Sankaran C 1 zhovtnya 1999 Effects of Harmonics on Power Systems Electrical Construction and Maintenance Magazine Penton Media Inc Procitovano 11 bereznya 2020 DSTU EN 50160 2023 EN 50160 2022 IDT Harakteristiki naprugi elektropostachannya v elektrichnih merezhah zagalnoyi priznachenosti W Mack Grady April 2012 Understanding Power System Harmonics PDF Dept of Electrical amp Computer Engineering angl University of Texas at Austin Dugan Roger C Santoso Surya McGranaghan Mark F Beaty H Wayne 2002 Electrical Power Systems Quality angl vid 2 McGraw Hill ISBN 0071501916 Cya stattya nalezhit do dobrih statej ukrayinskoyi Vikipediyi Otrimano z https uk wikipedia org w index php title Garmoniki elektrotehnika amp oldid 43796002