Hvorfor er det vigtigt at forstå total harmonisk forvridning (THD)?
Vores moderne arbejde og liv kan ikke eksistere uden elektrisk energi. En sikker og stabil strømforsyning vil give os ro i sindet. At forstå THD (Total harmonisk forvridning) er en tilgang til at bruge elektricitet mest effektivt.
Årsagen til harmoniske
Den ideelle AC strømforsyningsbølgeform er en ren 50 Hz eller 60 Hz sinuskurve uden støj. Men desværre er det i virkeligheden en udfordring at have en ideel AC strømkilde. Dette skyldes, at nogle gange den belastning, vi bruger, forårsager forvridning i AC strømforsyningsbølgeformen.
Forvridning skyldes strømningskonverteringsenheder som invertere til elektriske motorer og industrielle thyristorer. En enhed, der almindeligvis kaldes en VFD, er en af dem. Inverteren regulerer motorens hastighed ved at konvertere spænding og frekvens til passende værdier. Dette gør det muligt at finjustere, hvordan udstyret opfører. De kan hjælpe med at reducere energiforbruget og forbedre udgangskontrol, men de er også kilder til harmoniske.
Forvridning skyldes strømningskonverteringsenheder som invertere til elektriske motorer og industrielle thyristorer. En enhed, der almindeligvis kaldes en VFD, er en af dem. Inverteren regulerer motorens hastighed ved at konvertere spænding og frekvens til passende værdier. Dette gør det muligt at finjustere, hvordan udstyret opfører. De kan hjælpe med at reducere energiforbruget og forbedre udgangskontrol, men de er også kilder til harmoniske.
Hvad er harmoniske?
Harmoniske er hele multipler af den grundlæggende frekvens. For eksempel, hvis den grundlæggende frekvens er 50 Hz, er den anden ordens frekvens 100 Hz, tredje orden 150 Hz, og den fjerde orden 200 Hz.
Harmoniske forårsager forvridning i spændingsbølgeformen, hvilket i værste fald kan føre til uheld som overophedning af anlæg eller udstyrsbeskadigelse. Af sikkerhedsmæssige årsager er det bedre at have så få harmoniske som muligt.
Hvad er THD (Total Harmonisk Forvridning)?
THD er forholdet mellem den samlede harmoniske komponent til den grundlæggende komponent. Specifikt udtrykkes det ved følgende beregningsformel. Tælleren er summen af RMS-værdierne for hver orden, der starter fra den anden orden. Nævneren er RMS-værdien af den grundlæggende bølgeform.
THD kan bruges som en indeks til nemt at forstå harmoniske til stede i strømforsyningens bølgeform. Det udtrykker bølgeformens forvridning som en enkelt værdi. Så THD kan bruges som en af parametrene til at evaluere harmoniske i strømforsyningen.
THD kan bruges som en indeks til nemt at forstå harmoniske til stede i strømforsyningens bølgeform. Det udtrykker bølgeformens forvridning som en enkelt værdi. Så THD kan bruges som en af parametrene til at evaluere harmoniske i strømforsyningen.
Standarder relateret til THD
Standarder som IEC61000-3-2, EN50160, og IEEE 519 specificerer grænsen for det harmoniske indhold og/eller THD for hver orden. Disse grænser er klassificeret i flere kategorier, som strømforsyningsspænding, nødstrømsværdi af instrumentet, osv. THD-værdien i spænding er typisk 1% til mindre end 10%. Hvad angår strømen, kan værdien overstige 100%, når der er mange harmoniske. Tabel 1 viser de anbefalede værdier for EN 50160 standarderne.
Tabel 1 Grænser for harmonisk indhold af spændinger i systemer under 1000 V ifølge EN 50160
Grænseværdien
8.0%
2.0%
5.0%
1.0%
6.0%
0.5%
5.0%
1.5%
3.5%
Effekten af harmoniske
Harmoniske kan påvirke ikke kun stedet, hvor strømmen bruges, men også de omgivelser, der er omkring det. Dette gælder især steder som fabrikker og anlæg, hvor faciliteter med stort strømudstyr anvendes. Når man installerer en strømkonverteringsenhed, er det bedre at kontrollere effekterne af de harmoniske, der genereres af enheden. Hvis der er bekymring for, at effekterne af de harmoniske vil blive værre, kan det være nødvendigt at installere udstyr som reaktorer og passive filtre for at reducere effekterne af de harmoniske.
Effekten af harmoniske
Harmoniske kan påvirke ikke kun stedet, hvor strømmen bruges, men også de omgivelser, der er omkring det. Dette gælder især steder som fabrikker og anlæg, hvor faciliteter med stort strømudstyr anvendes. Når man installerer en strømkonverteringsenhed, er det bedre at kontrollere effekterne af de harmoniske, der genereres af enheden. Hvis der er bekymring for, at effekterne af de harmoniske vil blive værre, kan det være nødvendigt at installere udstyr som reaktorer og passive filtre for at reducere effekterne af de harmoniske.
Hioki's strømkvalitetsanalysator er nyttig og pålidelig til at måle THD og harmoniske. Forskellige funktioner, farverige skærme og medfølgende PC-applikationssoftware muliggør øjeblikkelig analyse af strømforsyningens tilstand. For bedre strømkvalitet hjælper Hioki strømkvalitetsanalysatoren dig med at forstå din strømkvalitet bedre og hurtigere.