Análise da influência dos harmônicos na energia elétrica

Fontes de harmônicos

Existem muitas razões para a geração de harmônicos, portanto, existem relativamente muitas fontes, e os tipos de equipamentos envolvidos também apresentam características diversificadas. Entre elas, as principais fontes de harmônicos incluem-se principalmente grupos de transformadores na rede elétrica, fornos elétricos a arco industriais, grandes dispositivos eletrônicos de potência monofásicos e uma ampla gama de equipamentos retificadores e reguladores de tensão CA.

Análise prejudicial de harmônicos

A presença de harmônicos no sistema elétrico equivale à fonte de poluição desse sistema, sendo o principal objeto dessa poluição o ambiente eletromagnético. Como um componente ambiental importante do sistema elétrico, o ambiente eletromagnético apresenta diferentes níveis de risco sob a influência de diferentes graus de harmônicos. Contudo, mesmo os menores níveis de nocividade reduzem a eficiência operacional dos equipamentos elétricos, e as consequências mais graves podem levar à interrupção da operação estável e segura do sistema elétrico e a danos aos equipamentos. Os danos causados ​​pela geração de harmônicos incluem especificamente os seguintes aspectos:

(1) O equipamento elétrico aquece anormalmente sob a ação de harmônicos, e a perda adicional é muito grande. Embora haja uma grande diferença entre a quantidade de corrente harmônica e a corrente fundamental, a presença de harmônicos agravará o efeito pelicular do dispositivo, e a resistência efetiva aumentará durante o processo de detecção do efeito pelicular. Para alguns equipamentos especiais, também ocorrerão grandes perdas por correntes parasitas e perdas por histerese, como em equipamentos elétricos com núcleos de ferro. Quando a forma de onda é distorcida em certo grau, uma onda de pico de grande amplitude aumentará a intensidade da descarga parcial. Nessas condições de alto consumo, é fácil reduzir a vida útil do equipamento elétrico.

(2) O motor pode causar vibração mecânica. Sob a influência de correntes harmônicas, o campo magnético rotativo do motor produzirá torque pulsante que pode causar vibração no motor. Sob a influência da frequência natural do motor, esse tipo de vibração pode facilmente causar uma vibração mecânica mais prejudicial, comprometendo a qualidade dos equipamentos elétricos e até mesmo colocando em risco a vida das pessoas.

(3) Interferência em equipamentos de informática e outros dispositivos de controle automático. Em circunstâncias normais, os equipamentos de controle automático e outros sistemas de controle automático relacionados são projetados com base na corrente e tensão de carga normais. Quando harmônicos são gerados, o sistema de controle automático não leva em consideração esse fator de influência, tornando fácil a interferência afetar o desempenho de sua função de controle. Quando o grau de interferência dos harmônicos é grande, também é possível alterar os procedimentos operacionais do sistema de controle automático, fazendo com que ele produza orientações incorretas. Esse tipo de influência afetará seriamente a produção e a operação reais, podendo até causar acidentes de segurança irreversíveis.