Hvorfor er det vigtigt at forstå total harmonisk forvrængning (THD)?
Vores moderne arbejde og liv kan ikke eksistere uden elektrisk strøm. Sikker og stabil strømforsyning vil give os ro i sindet. At forstå THD (Total harmonic distortion) er en tilgang til at bruge elektricitet mest effektivt.
Årsagen til harmoniske
Den ideelle AC-strømforsyningsbølgeform er en ren 50 Hz eller 60 Hz sinusbølge uden støj. Men desværre, i virkeligheden, er en ideel AC-strømkilde udfordrende at have. Dette skyldes, at nogle gange forårsager den belastning, vi bruger, forvrængning i AC-strømforsyningens bølgeform.
Forvrængning er forårsaget af strømkonverteringsenheder såsom invertere til elektriske motorer og industrielle tyristorer. 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 sig. De kan hjælpe med at reducere energiforbruget og forbedre outputkontrol, men de er også kilder til harmoniske.
Forvrængning er forårsaget af strømkonverteringsenheder såsom invertere til elektriske motorer og industrielle tyristorer. 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 sig. De kan hjælpe med at reducere energiforbruget og forbedre outputkontrol, men de er også kilder til harmoniske.
Hvad er harmoniske?
Overtoner er integrerende multipla af grundfrekvensen. For eksempel, hvis grundfrekvensen er 50 Hz, er anden ordens frekvens 100 Hz, tredje orden 150 Hz og fjerde orden 200 Hz.
Overtoner forårsager forvrængning i spændingsbølgeformen, hvilket i værste fald kan føre til ulykker såsom overophedning af faciliteter eller beskadigelse af udstyr. Af sikkerhedsmæssige årsager er det bedre at have så få harmoniske som muligt.
Hvad er THD (Total Harmonic Distortion)?
THD er forholdet mellem den samlede harmoniske komponent og den fundamentale komponent. Konkret er det udtrykt ved følgende beregningsformel. Tælleren er summen af RMS-værdierne for hver ordre fra den anden ordre. Nævneren er rms-værdien af den fundamentale bølgeform.
THD kan bruges som et indeks for let at forstå de harmoniske, der findes i strømforsyningens bølgeform. Det udtrykker bølgeformsforvrængning som en enkelt værdi. Så THD kan bruges som en af parametrene til at evaluere harmoniske i strømforsyningen.
THD kan bruges som et indeks for let at forstå de harmoniske, der findes i strømforsyningens bølgeform. Det udtrykker bølgeformsforvrængning som en enkelt værdi. Så THD kan bruges som en af parametrene til at evaluere harmoniske i strømforsyningen.
Standarder relateret til THD
Standarder såsom IEC61000-3-2, EN50160 og IEEE 519 angiver grænsen for det harmoniske indhold og/eller THD for hver ordre. Disse grænser er klassificeret i flere kategorier, såsom strømforsyningsspænding, instrumentets mærkestrøm og så videre. THD-værdien i spænding er typisk 1% til mindre end 10%. Hvad angår strømmen, 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
Grænseværdi
8.0%
2.0%
5.0%
1.0%
6.0%
0.5%
5.0%
1.5%
3.5%
Effekt af harmoniske
Overtoner kan påvirke ikke kun stedet, hvor strømmen bruges, men også de lokaler, der omgiver det. Dette gælder især steder som fabrikker og anlæg, hvor der bruges faciliteter med stort eludstyr. Når du installerer en strømkonverteringsenhed, er det bedre at kontrollere virkningerne af de harmoniske, der genereres af enheden. Hvis der er bekymring for, at virkningerne af overtonerne bliver værre, kan det være nødvendigt at installere udstyr som reaktorer og passive filtre for at reducere virkningerne af harmoniske.
Effekt af harmoniske
Overtoner kan påvirke ikke kun stedet, hvor strømmen bruges, men også de lokaler, der omgiver det. Dette gælder især steder som fabrikker og anlæg, hvor der bruges faciliteter med stort eludstyr. Når du installerer en strømkonverteringsenhed, er det bedre at kontrollere virkningerne af de harmoniske, der genereres af enheden. Hvis der er bekymring for, at virkningerne af overtonerne bliver værre, kan det være nødvendigt at installere udstyr som reaktorer og passive filtre for at reducere virkningerne af harmoniske.
Hiokis strømkvalitetsanalysator er nyttig og pålidelig til måling af THD og harmoniske. Forskellige funktioner, farverige skærme og medfølgende pc-applikationssoftware muliggør øjeblikkelig analyse af strømforsyningens tilstand. For bedre strømkvalitet hjælper Hioki strømkvalitetsanalysator dig med at forstå din strømkvalitet bedre og hurtigere.