Kaj se bo zgodilo, ko bo harmonično popačenje doseglo vrh?

V idealnem elektroenergetskem sistemu morata biti napetost in tok popolna in gladka sinusna valovanja. Vendar pa je v resničnem električnem omrežju polno različnih nelinearnih bremen (kot so frekvenčni pretvorniki, usmerniki, LED-luči, napajalniki UPS itd.), ki delujejo kot grobi "urejevalniki", popačijo in režejo gladke sinusne valove ter ustvarjajo veliko količino šuma s frekvencami, ki so celoštevilni večkratniki osnovne frekvence - ti šumi se imenujejo harmoniki.

Totalno harmonično popačenje (THD) je kvantitativni indikator, ki se uporablja za merjenje stopnje popačenja valovne oblike. Ko stopnja THD nenadoma naraste do vrha, to ni le preprosta numerična sprememba; nakazuje, da se celoten elektroenergetski sistem sooča z-vsestransko "nevihto izkrivljanja" s posledicami, ki so resne in-večplastne.

1. Neposreden vpliv na električno opremo in vode

⑴ Transformator in kabel: harmonični tokovi bodo povzročili pomemben učinek kože in učinek bližine, zaradi česar bo tok bolj koncentriran na površini prevodnika, kar bo povzročilo povečanje efektivnega upora. Hkrati bodo visokofrekvenčni-harmoniki povzročili dodatno izgubo železa v jedru. Povečanje upora in povečanje izgube skupaj vodita do močnega dviga temperature transformatorja in kabla. V blagih primerih lahko to pospeši staranje izolacije in skrajša življenjsko dobo; v hujših primerih lahko povzroči razpad izolacije in požar. Transformator, ki normalno deluje pod polno obremenitvijo na napajalni frekvenci, je lahko v harmoničnem okolju že v močno preobremenjenem stanju.

(2) Rotacijski stroji (generatorji/motorji): harmonični tokovi, ki tečejo v motor, bodo ustvarili vzvratno vrteče se magnetno polje, kar bo povzročilo zavorni moment, zmanjšalo učinkovitost motorja ter povzročilo pregrevanje navitij in mehanske vibracije. Pri generatorjih bo harmonična obremenitev povzročila ustvarjanje dodatne toplote v rotorju, ki lahko preseže zmogljivost njihovih hladilnih sistemov, kar povzroči poškodbe rotorja.

⑶ Kondenzatorji in naprave za kompenzacijo jalove moči: To je področje, ki je najbolj nagnjeno k težavam s harmoniki. Kondenzatorji imajo izjemno nizko impedanco za visoko-frekvenčne harmonike, ki absorbirajo veliko količino harmoničnega toka, kar lahko privede do hudega pretoka. Še bolj nevarno pa je, da lahko tvorijo vzporedno resonanco z induktivnostjo sistema, s čimer se harmonični tok ojača za nekajkrat ali celo desetkrat. To lahko zlahka povzroči pregorevanje varovalke kondenzatorja, izbočenje kondenzatorja ali celo eksplozijo, zaradi česar omarica za kompenzacijo jalove moči ne more pravilno delovati.