Spätný vplyv vyšších harmonických
Vplyv na prístroje a systémy malých výkonov
Harmonické skreslenie môže spôsobovať:
- nesprávnu funkčnosť niektorých spotrebičov využívajúcich napájacie napätie ako referenčné na generovanie riadiacich impulzov polovodičov, alebo ako časovú základňu na synchronizáciu niektorých systémov.
- rušenie spôsobené elektromagnetickým poľom. V prípadoch križovania alebo priblíženia sa trás vedení prenosu dát s výkonovými vedeniami, ktorými pretekajú neharmonické prúdy sa môžu indukovať prúdy a uzatvárať v dátových vedeniach od výkonových vedení, ktoré môžu spôsobovať poruchy zariadení, ku ktorým sú pripojené.
- uzatváranie sa prúdov vyšších harmonických cez pracovný vodič N (neutrál, nulový alebo nulový pracovný vodič) spôsobuje úbytok napätia v týchto vodičoch. V prípade sústavy TN-C nie sú zariadenia na rovnakom potenciály (ochranný vodič PEN), čo môže v nemalej miere rušiť prenos informácií medzi „inteligentnými“ zariadeniami. Navyše sa prúd uzatvára cez kovové konštrukcie budovy a vytvára rušiace elektromagnetické polia.
Vplyv na kondenzátory
Impedancia kondenzátorov sa znižuje so zvyšujúcou sa frekvenciou. Ak je napätie skreslené, tečie kompenzačnými kondenzátormi relatívne vysoký prúd vyšších harmonických, ktorý zvyšuje straty v kondenzátoroch a spôsobuje ich prehrievanie.
Ďalej prítomnosť indukčností (reaktorov) na iných miestach inštalácie zvyšuje riziko rezonancie s kondenzátormi, ktorá môže spôsobiť amplitúdu vyšších harmonických v kondenzátoroch. V praxi by nikdy nemali byť kondenzátory pripojené v sieťach s koeficientom harmonického skreslenia napätia vyšším ako 8 %.
Vplyv na transformátory
Vyššie harmonické spôsobujú dodatočné straty v transformátoroch:
- Joulove straty vo vedeniach, vznik skin efektu,
- straty spôsobené hysteréznymi a vírivými prúdmi v magnetických obvodoch. So vzatím týchto strát do úvahy je štandardizovaný vzorec na výpočet činiteľa odľahčenia k pre transformátor.
kde
Napríklad pre H5=25 %; H7=14 %; H11=9 %; H13= 8 %, je činiteľ odľahčenia 0,91.
Vplyv na striedavé generátory
Rovnako ako pre transformátory, tak aj v striedavých generátoroch spôsobujú vyššie harmonické prídavné straty vo vinutiach a v magnetických obvodoch. Ďalej harmonické vytvárajú impulzné momenty, ktoré generujú vibrácie a dodatočné ohrievanie tlmiacich vinutí.
Napokon skratová rázová reaktancia generátora (v porovnaním s percentuálnym napätím transformátora nakrátko – ek, Ucc) je relatívne vysoká a koeficient harmonického skreslenia napätia sa rýchlo zvyšuje so zvyšujúcim sa obsahom vyšších harmonických odoberaného prúdu.
Vplyv na výkonové vedenia a na neutrálny vodič
Vyššie harmonické spôsobujú dodatočné straty vo vodičoch spôsobené hlavne skin efektom.
Straty sú taktiež významnejšie v prípadoch, keď jednofázové záťaže odoberajú prúdy tretích harmonických a ich násobkov (napríklad výpočtová technika). Tieto prúdy tečú fázovým a navyše aj stredným vodičom N (v sústavách TN-S). Pri obsahu tretej harmonickej H3=75% v odoberanom prúde tečie cez stredný vodič 2,25 násobok prúdu základnej harmonickej fázového vodiča s frekvenciou 150 Hz.
Prúd v každej fáze je len 
násobkom základnej harmonickej. V prípadoch prítomnosti nelineárnych záťaží musí byť obzvlášť kladený dôraz na dimenzovanie stredného vodiča. Použitie napäťovej sústavy TN-C je v týchto prípadoch vylúčené.
Pozn.: Ak je celkový prúd vo fáze (z dôvodu H3 = 75% x H1) 1,25 násobkom základnej harmonickej, potom celkový zdanlivý výkon dodávaný zdrojom do takejto záťaže je zvýšený čím vzrastá energetická náročnosť objektu o 25 %. Ideálnym riešením na zníženie spotreby je kompenzácia vyšších harmonických (návratnosť cca 2 roky v spotrebe energie, nehovoriac o zvýšení životnosti zariadení pripojených do elektroinštalácie a vedenia.).
Nedozvedeli ste sa všetko alebo máte ďalšie otázky?
Radi ich zodpovieme na tel. čísle +421 2 63532691 alebo prostredníctvom emailu: dtw@old.dtw.sk