Harmonische und Harmonische 3. Ordnung
Oberschwingungen entstehen durch nichtlineare Lasten, die Wechselspannung in Gleichspannung umwandeln. Durch nichtlineare elektronische Schaltgeräte wie Frequenzumrichter (VFDs), Computer-Netzteile und energieeffiziente Beleuchtung gelangen Oberschwingungen in das elektrische System.
Heutzutage sind die am weitesten verbreiteten und am stärksten wachsenden harmonischen Quellen:
Beispielsweise verursachen Schaltnetzteile, LED-Leuchten und Lichtbogenöfen normalerweise Oberwellen 3. Ordnung.
3. Harmonische und hoher Strom im Neutralstrom
In einem Dreiphasen-Vierleitersystem summieren sich sinusförmige Ströme mit linearen Lasten und fließen auf den Neutralleiter zurück. Aufgrund der Phasenverschiebung von 120° zwischen den sinusförmigen Lastströmen ist deren Vektorsumme recht klein. Tatsächlich wird es Null sein, wenn die linearen Lasten perfekt ausgeglichen sind.
Die momentane Summe der zu jedem Zeitpunkt gemessenen Ströme in den drei Phasen ist ebenfalls Null, wenn die linearen Lasten perfekt ausgeglichen sind. Wenn dies nicht der Fall ist, entsteht ein kleiner neutraler Reststrom.
Bei linearen Lasten kann der Neutralleiter die gleiche Größe wie die Phasenleiter haben, da der Neutralleiterstrom nicht größer ist als der höchste Phasenstrom. Leider gilt dies definitiv nicht für nichtlineare Lasten zwischen Phase und Neutralleiter.
Nichtlineare 120-VAC-Lasten wie die in Computern und Monitoren verwendeten Schaltnetzteile ziehen Strom in zwei unterschiedlichen Impulsen pro Zyklus. Da jeder Impuls schmal ist (weniger als 60 Grad), sind die Ströme in der zweiten und dritten Phase Null, wenn der Stromimpuls in der ersten Phase auftritt. Daher kann es im Neutralleiter nicht zu einer Auslöschung kommen und jeder Stromimpuls auf einer Phase wird zu einem Stromimpuls auf dem Neutralleiter.
Selbst wenn die Phasenströme der SMPS-Lasten in RMS-Ampere perfekt ausgeglichen sind, kann der RMS-Wert des Neutralleiterstroms bis zu √3-mal so hoch sein wie der RMS-Wert des Phasenstroms, da es dreimal so viele Stromimpulse im Strom gibt neutraler als in jeder Phase. Wenn sich die Phasenstromimpulse überlappen, weil sie eine Breite von mehr als 60 Grad haben, kommt es zu einer gewissen Aufhebung, so dass der Neutralleiterstrom weniger als das √3-fache des Phasenstroms beträgt. Überlappend oder nicht, da es im Neutralleiter dreimal so viele Impulse gibt wie in einer Phase, wird die 3. Harmonische (180 Hz für ein 60-Hz-System) die vorherrschende Komponente des Neutralleiterstroms sein. Der lineare Strom durchläuft nur 2 Zyklen im gleichen Zeitraum, in dem der nichtlineare Neutralstrom 6 Zyklen oder das Dreifache der Grundschwingung durchläuft.
Ströme der 3. Harmonischen addieren sich zu den Neutralströmen (dreifache Ströme der 3. Harmonischen in Phasen). Harmonische Ströme des Triple-N-Typs addieren sich arithmetisch im Neutralleiter und addieren sich nicht zu Null, wie dies bei symmetrischen Grundströmen und anderen harmonischen Strömen der Fall ist. Das Ergebnis sind Neutralströme, die oft deutlich höher sind, typischerweise bis zu 170 %, als die Phasenströme.
Die 3. Harmonische ist gefährlich
Lassen Sie uns nun untersuchen, warum die dritte Harmonische gefährlich ist. Oberschwingungen im Stromnetz erhöhen den Strom im System schnell. Dies gilt insbesondere für die dritte Harmonische. Die dritte Harmonische verursacht einen starken Anstieg des Stroms in einem Neutralleiter. Oberschwingungen führen zu Fehlfunktionen elektronischer Teile, was zur Erwärmung von Transformatoren usw. führt.
Digitalisierung, Computerisierung und Automatisierung haben die Kehrseite: Die Stromversorgung (SMPS) und die Hinzufügung von Vorschaltgeräten für die Beleuchtung verstärken das ernste Problem der 3. Harmonischen. Da diese Harmonischen eine hohe Amplitude und Stärke aufweisen, verstärken sie das Problem der schlechten Stromqualität.
Das Problem der 3. Harmonischen ist wie folgt:
1. Neutralleiter überlasten
2. Überlastverteilungstransformatoren
3. Hohe Neutral-Erde-Spannung.
4. Schlechte Stromqualität und Verzerrung der Spannung, die die Last versorgt.
5. Stromungleichgewicht im Transformator, Überlastung des Transformators in einzelnen Phasen.
Lösung der 3. Harmonischen
YTPQC-AHF basiert auf einer 3-Level-Topologie und ist ein Active Harmonic Filter (AHF) -System, das harmonische Schwingungen eliminiert und somit die Kosten senkt . AHF ist eine vielseitige Lösung, die sich leicht anpassen lässt, um Leistungsfaktorverbesserungen, Spannungsschwankungskontrolle, Flickerminderung und Lastausgleichsfunktionen sowie eine stark verbesserte Stromqualität in Netzwerken bei gleichzeitiger Reduzierung der Oberwellenbelastung zu ermöglichen.
Der Aktivfilter YTPQC-AHF kann die 3. Harmonische perfekt filtern. Willkommen bei der Wahl unseres Aktivfilters .
Abonnieren Sie uns, um in den Genuss von Veranstaltungspreisen zu kommen und einige der besten Preise zu erhalten.