Armonici

Armonici

Armonicile sunt tensiuni sau curenti sinusoidali a caror frecventa este un multiplu intreg al frecventei fundamentale a sursei.

Armonicile si interarmonicile unei curbe de tensiune sau de curent analizate se definesc in functie de componentele spectrale corespunzatoare functionarii in regim stationar quasi-stationar.

Pe masura ce numarul de sarcini armonice creste de-a lungul aniilor, a devenit din ce in ce mai necesar cunoasterea influentei lor in momentul realizarii de mentenanta asupra instalatiei.

Pentru a aprecia pe deplin impactul acestui fenomen, există două concepte importante cu privire la armonicile sistemului electroenergtic. Primul reprezinta sursele de producere ale armonicilor de current iar al doilea este fluxul armonicilor de current si armonicilor de tensiune rezultate.

Sarcini liniare şi non-liniare

Un element liniar într-un sistem electroenergetic este o componentă în care curentul este proporţional cu tensiunea. În general, aceasta înseamnă că forma undei de current va fi aceeaşi cu cea de tensiune (vezi figura 1). Exemple tipice de sarcini liniare includ motoare, radiatoare şi lămpi cu incandescenţă.

Sarcini lineare

Fig 1 - forma undei de tensiune şi curent pentru sisteme liniare

Pe de altă parte, forma de undei de curent pentru o sarcină non-linear nu este acelaşi ca cea de tensiune (vezi figura 2). Exemple tipice de sarcini non-liniare includ redresoare (surse de alimentare, unităţi UPS, de iluminare, de descărcare, de gestiune), motor cu viteză reglabilă drive-uri, dispozitive feromagnetice şi echipamente de stingere a arcului electric.

Sarcini non-lineare

Fig 2 - Forma undei de tensiune şi curent pentru sisteme non-lineare

Curentul absorbit de sarcini non-lineare nu este sinusoidal, dar este periodic, în sensul că unda curentului este identical de la un ciclu la altul. Formele periodice a undei poate fi descrise matematic ca o serie de forme de undă sinusoidale care au fost insumate (vezi figura 3).

Componente sinusoidale sunt multipli întregi ai fundamentalei în cazul în care fundamentala, în Statele Unite, este de 60 Hz. Singura modalitate de a măsura o tensiune sau curent care conţine armonici este să utilizaţi un RMS de citire a contoarelor.

Fig 3. Forma de undă alcatuita din armonici simetrice

Curenţii armonici pot produce o serie de probleme, şi anume:

• Incalzirea echipamentelor

• Defectarea echipamentelor

• Interferenţe de comunicare

• Probleme de procesare

• Incălzirea conductoarelor

Curenţii armonici pot avea un impact semnificativ asupra sistemelor de distribuţie a energiei electrice şi asupra echipamentelor pe care acestea le alimenteaza. Este important să se ia în considerare impactul lor atunci când ne gandim la schimbarea sau modificarea sistemului. În plus, identificarea marimi si localizarea sarcinilor non-lineare ar trebui să fie o parte importantă a oricărei lucrări de mentenanta, depanare şi reparare.

Cauze si efecte

Frecventele armonicilor sunt multipli intregi ai frecventei fundamentale de alimentare.

In figura 1 este reprezentata fundamentala peste care sunt suprapuse o armonica de rang 3 si o armonica de rang 5. In practica, curba deformata de curent va fi cu mult mai complexa decat cea din exemplu, cuprinzand mult mai multe armonici cu defazaje diferite.