Αρμονικές – μέτρηση αρμονικών – προβλήματα που δημιουργούν στην εγκατάσταση
Ίσως το καλύτερο και αναλυτικότερο άρθρο που έχει γραφτεί για τις αρμονικές
Οι αρμονικές είναι ένα θέμα που θα μας απασχοήσει σοβαρά, άμεσα. Είμαστε έτοιμοι να τις ανακαλύψουμε; Είματε έτοιμοι να τις μετρήσουμε και να τοποθετήσουμε στην εγκατάσταση τα απαιτούμενα φίλτρα διόρθωσης; Έχουμε το κατάλληλο όργανο ώστε να πάρουμε τις μετρήσεις που πρέπει; Έχουμε αναλυτή ενέργειας μονοφασικό; Έχουμε αναλυτή τριφασικό; Οι τιμές των αναλυτών ενέργειας και μέτρησης αρμονικών ξεκινούν από 300 περίπου ευρώ οι μονοφασικοί, με δυνατότητα μέτρησης έως και την 25η αρμονική και περνάμε σε τριφασικούς οι οποίοι αγγίζουν ή και ξεπερνούν τα 5000 ευρώ!!
Αλλά ας περάσουμε στο άρθρο του Καθηγητή Τάσου Αντωνάκη. Εκπαιδευτικός ΕΠΑΣ ΟΑΕΔ Θεσσαλονίκης και σε άλλο άρθρο θα μιλήσουμε για τα όργανα που μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε……
Αρμονικές συνιστώσες ρεύματος…
Η ποιότητα ισχύος αφορά την ποιότητα της τάσης και την ποιότητα του ρεύματος που φθάνει σε μια εγκατάσταση ή ένα φορτίο.
Η ποιότητα της τάσης εξαρτάταιαπό την ποιότητα της παρεχόμενης ενέργειας και καθορίζεται από την εταιρεία ηλεκτρισμού.
Η ποιότητα του ρεύματοςέχει να κάνει με τον καταναλωτή, δηλαδή την συμπεριφορά του φορτίου.
Το πρόβλημα των αρμονικών
Τα προηγούμενα χρόνια, τα περισσότερα φορτία ήταν γραμμικά
(επαγωγικοί κινητήρες, αντιστάσεις θέρμανσης, λάμπες πυρακτώσεως) δηλαδή η κυματομορφή της τάσης ήταν ίδια με αυτή του ρεύματος (εικ. 1).
Σήμερα, όμως, χρησιμοποιούνται ευρέως φορτία μη γραμμικά (εικ. 2), τα οποία όταν συνδέονται με μία πηγή τάσης ημιτονοειδούς μορφής άγουν ρεύμα μη ημιτονοειδούς μορφής.
Το φαινόμενο αυτό έχει ως αποτέλεσμα την μόλυνση του δικτύου με αρμονικές και ειδικότερα με συνιστώσες του ρεύματος σε συχνότητες πολλαπλάσιες των 50 Hz (2ης,3ης,4ης, 5ης, …μέχρι την 49ης τάξης) και συχνότητας αντίστοιχα (100Hz, 150Hz, 200Hz μέχρι 2550Ηz) οι οποίες διαρρέουν τα καλώδια τροφοδοσίας των φορτίων και πλήττουν ολόκληρη την ηλεκτρική εγκατάσταση.
Τα προβλήματα τα δημιουργούν συνήθως οι 3η,5η και 7η αρμονική
Οι αρμονικές δημιουργούνται από:
τους ρυθμιστές στροφών κινητήρων,
τις ηλεκτροσυγκολλήσεις,
τα UPS,
τα ηλεκτρονικά ballast,
τους λαμπτήρες εκκένωσης,
τα τροφοδοτικά των υπολογιστών, τους επαγωγικούς φούρνους κ.λπ.
Εάν έχουμε π.χ ένα πλυντήριο στο οποίο παρόλο που του δίνουμε ημιτονοειδές ρεύμα, αυτό τραβάει μη ημιτονοειδές.
Υπάρχουν οι χαρακτηρισμοί:
• Περιττές αρμονικές (5η, 7η, …)
• Άρτιες αρμονικές (2η, 4η, …)
• Τριπλές αρμονικές (3η, 9η, 15η, …)
1. Όλα τα μη γραμμικά φορτία δεν παράγουν το ίδιο εύρος αρμονικών.
2. Οι συνηθέστερες αρμονικές είναι περιττής τάξης (3ης, 5ης, 7ης, κλπ).
Άρα οι αρμονικές είναι ημιτονοειδής συνιστώσες του εναλλασσομένου ρεύματος διαφορετικής συχνότητας οι οποίες παραμορφώνουν την καθαρή ημιτονοειδή κυματομορφή του.
Το τμήμα του εξοπλισμού που μετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια απ’ευθείας σε θερμότητα αξιοποιεί την ενέργεια των αρμονικών και έτσι δεν υπάρχει πρόβλημα.
Το πιο ευαίσθητο τμήμα του εξοπλισμού είναι αυτό που σχεδιάστηκε έτσι ώστε να δέχεται μια τέλεια ημιτονοειδή είσοδο (εφαρμογές τηλεπικοινωνιών και επεξεργασίας δεδομένων).
Οι κινητήρες βρίσκονται σε μια κατηγορία που βρίσκεται σε ένα ενδιάμεσο επίπεδο καθώς επηρεάζονται αρκετά από το αρμονικό περιεχόμενο.
Ακόμα όμως και στις περιπτώσεις φορτίων που επηρεάζονται λιγότερο από τις ανώτερες αρμονικές, αυτές μπορούν να αποβούν επιβλαβείς. Για παράδειγμα σε ένα ωμικό φορτίο μπορούν να προκαλέσουν θέρμανση του διηλεκτρικού ή αύξηση της τιμής της τάσης με αποτέλεσμα να επέλθει γήρανση στη μόνωση.
Στο πίνακα που ακολουθεί παρουσιάζεται η κυματομορφή και η αρμονική παραμόρφωση για διάφορα είδη φορτίων…
Για τη συνέχεια του πολύ σπουδαίου άρθρου πατήστε στο σύνδεσμο… ΑΡΜΟΝΙΚΕΣ ΣΥΝΙΣΤΩΣΕΣ ΡΕΥΜΑΤΟΣ
