هارمونیک چیست و چگونه به وجود می آید و اثر فنی آن
هارمونیک چیست و چگونه به وجود می آید
چرا هارمونیک‌ها ایجاد می‌شوند؟
هارمونیک‌ها معمولاً به دلیل وجود بارهای غیرخطی در سیستم‌های برق ایجاد می‌شوند. این بارها شامل دستگاه‌هایی مانند درایوهای فرکانس متغیر (VFD)، کامپیوترها، دستگاه‌های الکترونیکی و... هستند. این دستگاه‌ها جریان‌هایی با شکل موج غیر سینوسی تولید می‌کنند که حاوی هارمونیک هستند.
اثرات منفی هارمونیک‌ها
وجود هارمونیک‌ها در سیستم برق می‌تواند عواقب جدی داشته باشد که برخی از مهم‌ترین آن‌ها عبارتند از:
افزایش تلفات:
هارمونیک‌ها باعث افزایش تلفات در تجهیزات الکتریکی مانند ترانسفورماتورها، کابل‌ها و موتورها می‌شود. این افزایش تلفات به صورت حرارت تلف می‌شود و عمر مفید تجهیزات را کاهش می‌دهد.
گرم شدن بیش از حد تجهیزات:
افزایش تلفات ناشی از هارمونیک‌ها می‌تواند منجر به گرم شدن بیش از حد تجهیزات و در نهایت خرابی آن‌ها شود.
اختلال در عملکرد تجهیزات:
هارمونیک‌ها می‌توانند بر عملکرد تجهیزات الکترونیکی حساس مانند PLCها، اینورترها و تجهیزات اندازه‌گیری تأثیر بگذارند و باعث ایجاد اختلال در عملکرد آن‌ها شوند.
تداخل الکترومغناطیسی:
هارمونیک‌ها می‌توانند باعث ایجاد تداخل الکترومغناطیسی در سیستم‌های ارتباطی و تجهیزات الکترونیکی حساس شوند.
کاهش کیفیت توان:
وجود هارمونیک‌ها باعث کاهش کیفیت توان می‌شود و می‌تواند به تجهیزات متصل به شبکه آسیب برساند.
افزایش جریان خنثی:
هارمونیک‌های مرتبه سوم در سیستم‌های سه فاز باعث افزایش جریان خنثی می‌شوند که می‌تواند به کابل‌های خنثی آسیب برساند.
راهکارهای کاهش هارمونیک‌ها
برای کاهش اثرات مخرب هارمونیک‌ها، می‌توان از روش‌های مختلفی استفاده کرد:
استفاده از فیلترهای هارمونیک:
فیلترهای هارمونیک دستگاه‌هایی هستند که هارمونیک‌ها را جذب کرده و از ورود آن‌ها به سیستم جلوگیری می‌کنند.
بهبود ضریب توان:
با استفاده از خازن‌های تصحیح ضریب توان، می‌توان شکل موج جریان را بهبود بخشید و میزان هارمونیک‌ها را کاهش داد.
استفاده از درایوهای فرکانس متغیر با فیلتر داخلی:
برخی از درایوهای فرکانس متغیر دارای فیلتر داخلی هستند که هارمونیک‌های تولید شده توسط خود درایو را کاهش می‌دهند.
طراحی مناسب سیستم‌های برق:
در طراحی سیستم‌های برق باید به مسئله هارمونیک‌ها توجه شود و اقدامات لازم برای کاهش آن‌ها انجام شود.
جمع‌بندی
هارمونیک‌ها یک مشکل جدی در سیستم‌های برق هستند که می‌توانند به تجهیزات آسیب رسانده و هزینه‌های نگهداری را افزایش دهند. برای کاهش اثرات مخرب هارمونیک‌ها، باید اقدامات لازم برای شناسایی، اندازه‌گیری و کاهش آن‌ها انجام شود.