고조파의 원인 및 효과
고조파는 그의 주파수가 기본의 시스템 주파수의 완전한 배수인 신호의 내용으로 정의됩니다. 비선형 부하에 의해 생성 된 고조파 전류는 부하에서 전원 시스템으로 흐릅니다. 이러한 고조파 전류는 전력 시스템 성능 및 신뢰성을 저하시키고 안전 문제를 일으킬 수도 있습니다. 고조파는 명확하게 위치 할 필요가,소스 식별 및 시정 조치는이를 방지하기 위해 촬영.
전기 부하는 두 가지 범주로 분류됩니다
- 선형 부하:이러한 부하는 본질적으로 사인파 모양이지만 다양한 위상 시프트(역률)에서 전압과 전류를 끌어냅니다. 예:저항,인덕터,커패시터 및 그 조합은 선형 부하로 분류됩니다. 선형 하중은 부드럽고 직선적이며 예측 가능한 응답을 갖습니다.
- 비선형 부하:비선형 부하의 전원 공급 장치는 부드러운 정현파가 아닌 갑작스러운 펄스에서 전류를 그립니다. 그것은 왜곡 또는 갑자기 변화하는 응답을 나타냅니다. 예-정류,충전/방전 및 위상 제어 회로로 구성된 최신 전자/전기 장비.
고조파:정현파의 왜곡은 일반적으로 다양한 고조파 구성 요소의 관점에서 정의됩니다. 고조파는 그의 주파수가 기본의 시스템 주파수의 완전한 배수인 신호의 내용으로 정의됩니다. 이 주파수는 100000000000 의 주파수로 변환됩니다.
주기파의 고조파는 푸리에 계열로 나타낼 수 있다:
고조파의 효과:비선형 부하에 의해 생성 된 고조파 전류는 부하에서 전원 시스템으로 흐릅니다. 이러한 고조파 전류는 전력 시스템 성능 및 신뢰성을 저하시키고 안전 문제를 일으킬 수도 있습니다. 고조파는 명확하게 위치 할 필요가,소스 식별 및 시정 조치는 이러한 문제를 방지하기 위해 촬영. (총 고조파 왜곡)은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.:
여기서 헨은 엔 순서의 개별 고조파입니다.
고조파의 근원: (1)무부하 변압기 및 경부하(2)포화 반응기(3)사이리스터 제어 모터 드라이브(4)아크 용광로(5)아크 용접기(6)전도로(7)가스 배출 조명-저압/고압 나트륨 증기 램프(8)고압 수은 증기 램프(9)형광등(10)에너지 절약 장치(예:소프트 스타터,전자식 안정기 및 팬 조절기(11)정류기(12)태양 에너지 변환.
고조파를 위해 고민하기 위하여 왜: 전압 왜곡은 일반적으로 네트워크에 연결된 일부 장치의 유효 피크 값 및 전류 전류를 증가시킬 수 있기 때문에 매우 해 롭습니다. 커패시터의 경우 임피던스는 주파수에 반비례하므로 크게 감소합니다. 정상적인 상황에서 1 차 전기 배전 네트워크의 전압 왜곡은 최소화되며 일반적으로 실용적인 관점에서 무시할 수 있습니다. 반면에 전류 파형의 왜곡은 특히 전자 장비가 네트워크에 연결되거나 비선형 부하가 연결될 때 일반적입니다. 일반적으로 전류 왜곡은 손실의 증가로 인해 과열을 일으키고 모든 전기 기계,변압기 등에 영향을 미칩니다. 이것은 장비의 감세를 일으키는 원인이 됩니다. 감세의 양은 어느 고조파가 출석하는지 그리고 개인적인 현재 및 저항의 크기 달려 있을 것입니다.
긍정적 인 시퀀스 고조파 구성 요소는 자기장을 생성합니다,이는 기본과 같은 방향으로 회전. 음의 시퀀스 고조파는 반대 방향으로 회전 자기장을 생성합니다. 제로 시퀀스 고조파는 자기장을 어떤 방향으로도 회전시키지 않습니다.
고조파 레벨의 한계:시스템 네트워크에 따라 여러 국가에서 고조파 왜곡의 허용 수준을 결정하기 위해 다른 제한을 채택했습니다. 일반적으로 채택 된 한계 범위는 아래에 표시됩니다.
그것은 고조파 생성 수준의 한계를 수정하고 사용자에게 필수 할 필요가있다. 그러나 우리나라에서는 아직 이런 규정이 없다. 규칙은 주파수의 10%그리고 2%인 정격 전압의 변이를 위해서만 입니다.
고조파 전류
고조파 전류의 이론 값=난/시간
난=전류의 기본 값
시간=고조파의 순서
고조파 왜곡이있는 전기 파형…
다양한 구성 요소에 대한 고조파 효과
- 변압기:변압기의 고조파는 철 및 구리 손실을 증가시킵니다. 전압 왜곡은 히스테리시스 및 와전류로 인한 손실을 증가시키고 사용 된 절연 재료의 과도한 스트레스를 유발합니다. 변압기에 있는 동력선 고조파의 1 차적인 효력은,따라서 생성된 추가 열입니다. 다른 문제로는 변압기 인덕턴스와 시스템 커패시턴스 사이의 가능한 공진,온도 순환으로 인한 열 피로 및 가능한 코어 진동이 있습니다.
- 모터 및 발전기:고조파 전압 및 전류는 고조파 주파수에서 추가 철 및 구리 손실로 인해 회전 기계의 가열을 증가시킵니다. 이는 기계 효율을 낮추고 개발 된 토크에 영향을 미칩니다. 고정자의 고조파 전류 흐름은 회 전자의 전류 흐름을 유도합니다. 이로 인해 로터 가열 및 맥동 또는 감소 된 토크가 발생합니다. 회전자 난방은 기계장치의 효율성 그리고 생활을 감소시키더라도 반면 맥동하거나 감소된 토크는 기계적인 진동 갱구 피로를 일으키는 원인이 되고 기계적인 부속의 증가된 노후화 귀착됩니다.
사이리스터 드라이브:느린 속도로 작동할 때 사이리스터 컨버터가 있는 교류 가변 주파수 드라이브는 일반적으로 역률이 좋지 않습니다.
- 전원 케이블:정상 수준의 고조파 전류로 인해 케이블이 가열됩니다. 그러나,체계 공명 조건 하에서 포함된 케이블은 절연제 실패로 이끌어 낼 수 있는 코로나 전압 긴장을 복종될지도 모릅니다.
- 미터로 재는 장비:일반적으로,감응작용 유형 미터로 재는 장비에서 흐르는 고조파는 그로 인하여 원판의 속도 및 그러므로 비용의 명백한 증가를 증가하는 추가 연결 경로를 생성할 것입니다.
- 개폐기와 릴레이:고조파 현재 증가 난방 그리고 그것의 정상적인 현재 수용량을 낮추고 전압 긴장 신관 때문에 생활을 단축하어서 거기 개폐기에 있는 손실은 고조파에 의해 생성된 열 감세 때문에 요구합니다.
7.접지 시스템 및 컴퓨터 성능:3 상 및 중성 시스템에서-3 번째 고조파 및 배수가 예상되는 경우 중성 도체 크기는 위상 도체 크기와 동일한 크기 여야합니다.
컴퓨터 끊기,지침,데이터 또는 오작동을 잃어버리는 것은 전력 품질이 좋지 않기 때문일 수 있습니다. 컴퓨터 장비의 접지는 독립적이어야하며 한 지점에서 메인 접지에 고정되어야합니다. 다지점 접지는 각종 다른 장비에 연결을 소개합니다.
8.통신망:고조파가 포함된 교류 전력 송전선과 주변 통신망 사이의 유도 결합으로 높은 소음 수준을 발생시킨다.
- 커패시터:역률 보정 용 커패시터는 산업 설비에 항상 존재하며 고조파가있는 경우 최악의 영향을받습니다. 커패시터는 고조파를 생성하지 않지만 가능한 공진을 위해 네트워크 루프를 제공합니다. 용량 성 리액턴스는 주파수에 따라 감소하는 반면 유도 성 리액턴스는 주파수에 따라 직접 증가합니다. 유도 성 커패시턴스 회로의 공진 주파수에서 유도 성 리액턴스는 용량 성 리액턴스와 동일합니다. 역률 보정 커패시터를 사용하는 실제 전기 시스템에서 시리즈 및 패러렐 공진 및 둘의 조합이 발생할 수 있습니다. 직렬 회로의 경우 공진 주파수에서의 총 임피던스는 시스템의 저항성 구성 요소로만 감소합니다. 이 성분이 작은 경우에,높은 현재 크기는 공진 주파수에 유래할 것입니다. 병렬 회로의 경우,공진 주파수에서의 총 임피던스는 매우 높다(가설 적으로 무한대에 접근)따라서,공진 주파수에서 작은 소스로부터 여기 될 때;높은 순환 전류는 병렬 커패시터와 인덕터 사이에 흐를 것이다. 병렬 조합을 통한 전압은 상당히 높을 수 있습니다. 결과적으로,이러한 유형의 회로 중 하나 또는 둘 다의 공진 점이 시스템의 고조파 소스에 의해 생성 된 주파수 중 하나에 가까운 경우,결과는 과도한 양의 고조파 전류 및/또는 과도한 고조파 전압의 출현의 흐름 일 수 있습니다. 이 발생은 축전기 은행 실패와 같은 문제를 일으키는 원인이 될지도 모릅니다;과량 축전기 신관 가동 및 유전체는 격리한 케이블의 나눕니다. 대부분의 저전압 설치에서는 다음 지침을 따를 수 있습니다.
1. 고조파발생부하의 10%미만인 경우 변압기의 10%미만인 경우 공진에 대한 걱정 없이 정격 커패시터를 설치할 수 있다.
2. 만약 고조파발생부하의 크바가 크바정격의 30%미만이고 커패시터 크바가 트랜스포머 크바정격의 20%미만이면 공진에 대한 걱정 없이 커패시터를 설치할 수 있다.
3. 만약 고조파 발생 부하의 30%이상이 변압기 정격 커패시터의 필터로 적용되어야 한다.
위의 지침은 임피던스가 5~6%인 변압기를 사용하고 변압기 기지에서 시스템 임피던스가 1%미만인 경우에 적용됩니다.
고조파 필터
전력 시스템의 건전한 작동을 위해서는 두 가지가 지침으로 사용됩니다:
- 소비자는 허용/허용 수준 내에서 전류 왜곡을 유지할 책임이 있습니다.
2. 전기 보드는 허용/허용 수준 내에서 전압 왜곡을 유지하는 책임이 있습니다.
필터의 다른 유형이 있습니다:
–단일 조정 필터.
–하이패스(1 차,2 차,3 차 등)
시리즈 리액턴스를 가진 커패시터는 주어진 고조파에 맞게 조정할 수 있도록 설계 될 수 있습니다. 거의 제로 임피던스 병렬 경로를 제공하며 특정 고조파를 흡수합니다. 기본 주파수에서 그것은 또한 역률 보정에 도움이 됩니다. 따라서,필터가 필요한 곳이면,커패시터 뱅크의 일부가 필터 또는 필터로 변환된다. 필터 뱅크는 여분의 회로 차단기 및 리액터로 인해 커패시터 설치 비용을 증가시킵니다.
바람직하지 않은 고조파 전류는 그들을 차단하거나 낮은 임피던스 션트 경로에 의해 그들을 지시하는 높은 시리즈 임피던스의 사용에 의해 전력 시스템으로 흐르는 것을 방지한다.
시리즈 필터는 전체 부하 전류를 전달하도록 설계되어야하며 시스템의 전체 정격 전압으로 절연되어야하며 션트 필터는 덜 비싸고 기본 주파수에서 반응성 보상을 제공합니다. 따라서 일반적으로 션트 필터를 사용하는 것이 좋습니다.
Leave a Reply