Điều hòa trong mạng điện là gì

Phát hiện sóng hài

Biểu đồ của tín hiệu, thay đổi theo quy luật hình sin, có dạng:

Nhưng điều này khác biệt đáng kể so với dạng điện áp thực trong mạng điện:

Những jag và vụ nổ cũng được gây ra bởi sóng hài. Chúng tôi sẽ cố gắng nói về hiện tượng này bằng những từ đơn giản. Biểu đồ trên có thể được biểu diễn dưới dạng tổng các tín hiệu có tần số và cường độ khác nhau. Nếu tất cả điều này được thêm vào, thì kết quả sẽ chỉ là một tín hiệu như vậy. Một ví dụ và kết quả của việc thêm tín hiệu được hiển thị trong biểu đồ bên dưới:

Sóng hài được phân biệt bằng số, trong đó sóng hài đầu tiên là thành phần có giá trị lớn nhất. Tuy nhiên, một mô tả như vậy là quá ngắn gọn. Do đó, hãy đưa ra một công thức để xác định giá trị hài hòa. Điều này là có thể với phân tích hài hòa và mở rộng Fourier:

Từ công thức này, người ta cũng có thể phân biệt tần số và pha của các thành phần hài của mạng điện và bất kỳ tín hiệu hình sin nào khác.

Nguồn gây nhiễu

Một số thiết bị có thể được quy cho các nguồn nhiễu, từ thiết bị gia dụng đến máy điện công nghiệp mạnh mẽ. Để bắt đầu, hãy xem xét ngắn gọn nguyên nhân của sự xuất hiện của chúng.

Các sóng hài trong mạng điện xoay chiều phát sinh do các đặc tính của thiết bị điện, ví dụ, do tính phi tuyến tính của các đặc tính của chúng hoặc do bản chất của mức tiêu thụ hiện tại.

Ví dụ, trong các mạng ba pha trong mạch từ của máy biến áp, độ dài của đường từ của pha giữa và pha cực khác nhau gần 2 lần, và do đó dòng từ hóa của chúng khác nhau tới một lần rưỡi. Từ đây phát sinh sóng hài trong mạng ba pha.

Một nguồn khác can thiệp trong kỹ thuật điện, đây là những động cơ điện, cả đồng bộ ba pha và không đồng bộ, và một pha, bao gồm cả động cơ thu chung. Loại động cơ thứ hai được sử dụng trong hầu hết các thiết bị gia dụng, ví dụ:

• máy giặt;
• Chế biến thực phẩm;
• máy khoan, máy mài, búa quay, v.v.

Kết quả của hoạt động chuyển đổi nguồn cung cấp năng lượng, sóng hài tần số cao (nhiễu) xảy ra trong mạng điện. Để hiểu cách chúng được hình thành, bạn cần có thông tin về cấu trúc bên trong của chúng. Điều này là do thực tế là dòng điện chính của UPS khác với liên tục, nó chỉ chảy khi công tắc bán dẫn điện mở.Và cái sau mở và đóng với tần số trên 20 kHz.

Hấp dẫn: Tần số hoạt động của một số nguồn cung cấp năng lượng chuyển đổi hiện đại đạt 150 kHz.

Để giảm các sóng hài này, các bộ lọc nhiễu điện từ, chẳng hạn như cuộn cảm và tụ điện ở chế độ chung, được sử dụng. Để cải thiện biểu đồ mức tiêu thụ hiện tại so với điện áp một pha cung cấp, các bộ hiệu chỉnh hệ số công suất hoạt động được sử dụng (KKM tiếng Nga, PFC tiếng Anh).

Nguồn cung cấp năng lượng như vậy được cài đặt trong:

• Đèn LED;
• Chấn lưu điện tử cho đèn huỳnh quang;
• cung cấp năng lượng máy tính;
• bộ sạc hiện đại cho điện thoại di động;
• TV và các thiết bị khác.

Ngoài ra, các nguồn cung cấp năng lượng bao gồm bộ chuyển đổi tần số.

Hậu quả của nhiễu sóng hài

Sự hiện diện của sóng hài trong mạng AC điện gây ra một số vấn đề nhất định. Trong số đó - tăng nhiệt động cơ điện và dây điện. Tác dụng của sóng hài là rung động cơ. Những hậu quả khác có thể khác - từ sự hao mòn nhanh chóng của vòng bi của rôto của động cơ, kết thúc bằng sự cố trên thân cuộn dây do nhiệt tăng.

Trong điện, báo động sai về thiết bị chuyển mạch và bảo vệ được tìm thấy - bộ ngắt mạch, công tắc tơ và bộ khởi động từ. Trong thiết bị âm thanh và công nghệ truyền thông, nhiễu xảy ra do sóng hài. Họ chiến đấu với chúng theo cùng một cách - bằng cách cài đặt các bộ lọc nhiễu điện từ.

Video dưới đây mô tả những gì hài hòa và liên âm trong chính:

Tóm lại, tôi muốn lưu ý rằng các sóng hài trong các mạng điện, về nguyên tắc, không có lợi ích gì. Chúng chỉ gây ra trục trặc, báo động sai về thiết bị chuyển mạch và các biểu hiện khác của sự mất ổn định trong công việc. Điều này có thể gây ra không chỉ sự bất tiện trong hoạt động, mà còn gây ra các vấn đề kinh tế, tổn thất và tình huống khẩn cấp có thể đe dọa đến tính mạng.

Tài liệu liên quan:

• Tại sao ngắt mạch
• Điện áp rơi
• Lý do cháy đèn LED