W tym artykule omówiono: Dlaczego w systemach HVDC generowane są harmoniczne?, Dlaczego występują harmoniczne?, W jaki sposób generowane są harmoniczne?
Dlaczego w systemach HVDC powstają harmoniczne?
Harmoniczne powstają w systemach HVDC (prąd stały wysokiego napięcia), głównie w wyniku stosowania urządzeń energoelektronicznych, takich jak przetwornice i falowniki. Urządzenia te przekształcają prąd przemienny (prąd przemienny) na prąd stały i odwrotnie poprzez operacje przełączania, które z natury tworzą harmoniczne. Proces przetwarzania prądu przemiennego na prąd stały lub prądu stałego na prąd przemienny polega na szybkim przełączaniu prądów i napięć, co prowadzi do powstania przebiegów niesinusoidalnych. Te przebiegi zawierają harmoniczne, które mogą zniekształcić idealną falę sinusoidalną prądu elektrycznego.
Harmoniczne powstają w wyniku nieliniowej charakterystyki urządzeń i obwodów elektrycznych. Kiedy prąd elektryczny przepływa przez obciążenia nieliniowe, takie jak prostowniki, falowniki lub inne urządzenia energoelektroniczne, tworzą zniekształcone przebiegi. Zniekształcenia te powodują powstawanie harmonicznych, które są całkowitymi wielokrotnościami częstotliwości podstawowej układu elektrycznego. Nieliniowość tych urządzeń powoduje, że przebiegi prądu i napięcia odbiegają od idealnego kształtu sinusoidalnego.
Dlaczego występują harmoniczne?
Harmoniczne są generowane przez działania przełączające w urządzeniach energoelektronicznych i obciążeniach nieliniowych. W systemie HVDC proces konwersji prądu przemiennego na prąd stały obejmuje zastosowanie tyrystorów lub tranzystorów, które szybko się włączają i wyłączają, tworząc w przebiegu prądu składowe o wysokiej częstotliwości. Te składowe o wysokiej częstotliwości powodują zniekształcenia harmoniczne. Dodatkowo interakcja pomiędzy różnymi harmonicznymi i impedancjami systemu może prowadzić do dodatkowego generowania i wzmacniania częstotliwości harmonicznych.
W jaki sposób generowane są harmoniczne?
System HVDC działa poprzez konwersję prądu przemiennego na prąd stały w celu wydajnego przesyłu energii na duże odległości, a następnie konwersję go z powrotem na prąd przemienny po stronie odbiorczej. System wykorzystuje prostowniki do konwersji prądu przemiennego na prąd stały oraz falowniki do konwersji prądu stałego z powrotem na prąd przemienny. Technologia HVDC umożliwia efektywne przesyłanie energii elektrycznej na duże odległości przy zmniejszonych stratach. W procesie konwersji biorą udział urządzenia energoelektroniczne zdolne do wprowadzania harmonicznych do systemu.
Harmoniczne wpływają na układ elektryczny, powodując szereg problemów. Mogą one prowadzić do zwiększonego nagrzewania się sprzętu elektrycznego, zmniejszenia wydajności i potencjalnego uszkodzenia wrażliwych komponentów. Harmoniczne mogą również powodować zakłócenia w systemach komunikacyjnych, powodować dodatkowe straty w systemach elektrycznych i prowadzić do złej jakości energii. W skrajnych przypadkach harmoniczne mogą powodować zjawiska rezonansu, które mogą uszkodzić sprzęt i wpłynąć na stabilność systemu. Zarządzanie harmonicznymi i ich łagodzenie ma kluczowe znaczenie dla utrzymania niezawodności i wydajności systemów elektroenergetycznych.
Wierzymy, że ten artykuł pt. Dlaczego w systemach HVDC generowane są harmoniczne? pomógł Ci dowiedzieć się więcej.