O que significa corrente harmônica
Corrente harmônica é um termo coletivo para os componentes senoidais cuja frequência é um múltiplo inteiro da frequência da corrente periódica original. Uma corrente harmônica com uma frequência igual a k vezes a frequência da corrente periódica original é chamada de k-ésima corrente harmônica, e todas as correntes harmônicas com uma frequência maior que 1 são coletivamente chamadas de correntes harmônicas de ordem superior.
Um sinal periódico pode ser decomposto em uma superposição linear de componente DC c0 e sinais senoidais de diferentes frequências através da transformada de Fourier: f (t)=c0+∑ _ (m=1) ^ ∞ ▒ [c_m sin (m ω T+ φ_ m) ]
Entre eles, c_msin (m ω T+ φ_ m) A expressão para o m-ésimo harmônico, onde cm representa a amplitude do m-ésimo harmônico e sua frequência angular é m ω， A fase inicial é φ m. Seu valor efetivo é cm/√ 2.
Quando m=1, c1sin（ ω T+ φ_ 1) A expressão para o componente fundamental, cuja frequência angular é ω，A fase inicial é φ O valor quadrático médio c1/√ 2 é chamado de valor efetivo fundamental.
ω/ 2 π é a frequência da componente fundamental, que é chamada de frequência fundamental. A frequência do componente fundamental é igual à frequência do sinal AC. A frequência do m-ésimo harmônico é um múltiplo inteiro (m vezes) da frequência fundamental.
A definição de harmônicos em sistemas de fonte de alimentação é a decomposição em série de Fourier de grandezas elétricas periódicas não senoidais. Além de obter componentes iguais à frequência fundamental da rede elétrica, também se obtém uma série de componentes maiores que a frequência fundamental da rede elétrica. Esta parte da grandeza elétrica é chamada de harmônicos. A razão entre a frequência harmônica e a frequência fundamental (n=fn/f1) é chamada de ordem harmônica. Às vezes, há harmônicos não inteiros na rede elétrica, conhecidos como não harmônicos ou harmônicos fracionários.
Harmônicos são na verdade um tipo de interferência que polui a rede elétrica. O campo da tecnologia elétrica estuda principalmente a ocorrência, transmissão, medição, dano e supressão de harmônicos, com faixa de frequência geralmente de 2 ≤ n ≤ 40.
2. Causas da geração de corrente harmônica
A razão fundamental para a geração de correntes harmônicas é devido a cargas não lineares.
Quando a corrente flui pela carga e não tem relação linear com a tensão aplicada, ela forma uma corrente não senoidal, resultando em harmônicos. A supressão de harmônicos no sistema de potência é a forma de reduzir ou eliminar a corrente harmônica injetada no sistema, de forma a controlar a tensão harmônica dentro do valor especificado.
Existem quatro medidas principais para suprimir a corrente harmônica:
(1) Reduza o conteúdo harmônico da fonte harmônica. Isto é tomar medidas na fonte harmônica para minimizar a geração de harmônicos de coelho. Este método é mais proativo, pode melhorar a qualidade da rede elétrica e pode economizar muito no custo de eliminação de efeitos harmônicos.
(2) Adotando o método de modulação por largura de pulso (PWM). Ao usar a tecnologia de modulação por largura de pulso (PWM), a tensão CC é modulada em uma série de pulsos de tensão CA de igual amplitude, mas não de largura igual dentro do ciclo de frequência necessário. Este método pode suprimir bastante a geração de harmônicos.
(3) Absorva a corrente harmônica na fonte harmônica. Este tipo de método é uma forma eficaz de suprimir harmônicos existentes, sendo atualmente o método mais utilizado para suprimir harmônicos no sistema de potência.
(4) Melhorar o sistema de fornecimento de energia e o meio ambiente. Para o sistema de alimentação, a geração de harmônicos é inevitável, mas medidas como aumentar a capacidade de curto-circuito do sistema de alimentação, melhorar o nível de tensão do sistema de alimentação, aumentar a capacidade do equipamento de alimentação e manter três O equilíbrio de carga entre fases, tanto quanto possível, pode melhorar a capacidade da rede elétrica de resistir a harmônicos. Escolher uma tensão de alimentação razoável e manter o equilíbrio de tensão trifásico tanto quanto possível pode reduzir efetivamente o impacto dos harmônicos no
a rede elétrica. A fonte harmônica é fornecida por um ponto de alimentação de maior capacidade ou por uma rede de tensão mais alta, e a capacidade de suportar harmônicos aumentará. Alimentar a carga da fonte harmônica através de linhas dedicadas reduz o impacto dos harmônicos em outras cargas e também ajuda a concentrar a supressão e eliminação de harmônicos de ordem superior.
3. Riscos de correntes harmônicas
Nos últimos trinta a quarenta anos, o rápido desenvolvimento de vários dispositivos electrónicos de potência levou a uma poluição harmónica cada vez mais grave na rede eléctrica pública. Várias falhas e acidentes causados por harmônicos também ocorreram continuamente, e a gravidade dos riscos harmônicos atraiu grande atenção das pessoas. Os danos das harmônicas às redes de energia pública e outros sistemas podem ser resumidos aproximadamente nos seguintes aspectos.
(1) Harmônicos causam perdas harmônicas adicionais nos componentes da rede elétrica pública, reduzindo a eficiência dos equipamentos de geração, transmissão e consumo de energia. Quando um grande número de harmônicos de terceira ordem flui através da linha neutra, isso pode causar superaquecimento da linha ou até mesmo causar um incêndio.
(2) Os harmônicos afetam a operação normal de vários equipamentos elétricos. O impacto das harmônicas nos motores não só causa perdas adicionais, mas também gera vibração mecânica, ruído e sobretensão, causando severo superaquecimento local dos transformadores. Harmônicos podem causar superaquecimento, envelhecimento do isolamento, redução da vida útil e até mesmo danos a capacitores, cabos e outros equipamentos.
(3) Os harmônicos podem causar ressonância paralela local e ressonância em série na rede elétrica pública, amplificando assim os harmônicos, aumentando enormemente os danos de (1) e (2) acima, e até mesmo causando acidentes graves.
(4) Harmônicos podem causar mau funcionamento da proteção do relé e dos dispositivos automáticos e podem levar a medições imprecisas de instrumentos de medição elétricos.
(5) Harmônicos podem causar interferência em sistemas de comunicação adjacentes e, em casos leves, pode ser gerado ruído, reduzindo a qualidade da comunicação; Casos graves resultam na perda de acomodação, impossibilitando o funcionamento adequado do sistema de comunicação
