Generatorharmonische: Ursachen, Effekte, und Schadensbegrenzungsmethoden

Ein Generator liefert kontinuierlich Strom, glatt, und langfristige Stromversorgung bei fehlendem Hauptstromnetz. Fortschrittliche Geräte können diesen sauberen Strom stören Oberschwingungen des Generators. Diese sind unmittelbar, elektrische Schwankungen, die durch variable elektrische Lasten entstehen, inklusive ständig wechselnder Antriebe, Server, und USV-Systeme.

Diese Oberwellen können die empfindlichen Geräte beschädigen, kann zu einer Überhitzung der elektromagnetischen Generatoren führen, und verkürzen Sie die Lebensdauer Ihres Generators. In diesem Artikel von HuaQuan, Sie werden über die Hauptursachen der Harmonischen lesen, zusammen mit ihren Konsequenzen für Ihre Schaltkreise. Darüber hinaus, Außerdem erfahren Sie mehr über die modernen Herstellungsmethoden, mit denen diese Oberschwingungen verhindert werden.

Was sind Generatorharmonische??

Wenn Sie das Konzept der Generatorharmonischen verstehen möchten, Sie müssen die Grundlagen eines Wechselstromsignals kennen. Im Hauptstromnetz, Der Wechselstrom liefert eine Versorgung mit einer optimalen Frequenz (z.B., diese Frequenz ist 60 Hz in Nordamerika und 50 Hz in Europa). Die Wellen sorgen bei dieser Frequenz für einen hervorragenden Fluss.

Grundsätzlich, Harmonische sind extra, nicht benötigte Sinuswellen, die eine höhere Frequenz als die benötigten Wellen haben und synchron mit den Grundwellen existieren. Diese unerwünschten Wellen wirken bei Vielfachen der Grundfrequenzsignale. Zum Beispiel, wenn du ein hast 60 Hz-Generatorsystem, Sie werden sehen, dass die 5. Harmonische Welle wirkt 300 Hz, wohingegen die 7. Harmonische bei arbeitet 420 Hz, viel größer als die erforderliche Frequenz.

Diese Wellen mit erhöhter Frequenz dominieren die 60 Hz-System und erstellen Sie ein einheitliches, verzerrte elektrische Wellen. Sie können die genaue Schwankung als messen Totale harmonische Verzerrung oder THD. Die erhöhte Verzerrung bedeutet kontinuierlich, instabile elektrische Signale.

In seltenen Fällen, Der Generator verursacht diese Oberschwingungen aufgrund falscher Wicklung und Isolierung. In den meisten Fällen, Die Hauptursache sind angeschlossene Geräte, die eine Verzerrung der Primärfrequenzwellen verursachen.

Ursachen für Generatoroberschwingungen

Zu den Hauptursachen für die Entstehung von Generatoroberschwingungen gehören die verstreuten elektrischen Lasten am Generator. Die Linienlasten sind normal, die von einer Glühbirne oder einer Heizung gespeist werden. Unter normalen Bedingungen, Der vom Generator entnommene elektrische Strom hängt genau von der Höhe der für den Standort erforderlichen Spannung ab. Infolge, Die Ausgangswellenform stimmt mit den erforderlichen Spannungssinussignalen überein.

In der heutigen technologischen Welt, Es gibt zahlreiche Geräte und Geräte, die mit verzerrten oder nichtlinearen elektrischen Signalen betrieben werden. Diese Geräte funktionieren nicht reibungslos und nutzen Strom mit hohen Frequenzen. Infolgedessen, Es bildet Generatoroberwellen aus höherfrequenten Signalen und sendet verzerrte Signale in das Netz des Generators.

Die häufigsten Quellen dieser variablen Oberschwingungen sind Geräte oder Geräte, die Wechselstrom in Gleichstrom umwandeln. Zu den gängigsten Maschinen gehören die folgenden:

• Frequenzumrichter (VFDs): Zu den Anwendungen gehört die Steuerung der ausgeglichenen Geschwindigkeit industrieller Elektromotoren. VFDs sind dafür verantwortlich, dass sowohl die 5. als auch die 7. Generatoroberschwingung in die Versorgung gelangen.
• Gleichrichter und Wechselrichter: Zu den Anwendungen gehören USV-Systeme, Sonnenkollektoren, und EV-basierte Ladesysteme.
• Schaltnetzteile (SMPS): Zu den Anwendungen gehören fortgeschrittene Computer, moderne Server, LED-Treiber, und Haushaltselektronik.

Manchmal, Die eigene Anordnung des Generators verursacht diese Oberschwingungen. Auch, Es entscheidet darüber, wie sich diese Oberschwingungen auf die Stromversorgung auswirken. Generatoren sind alternative Ersatzgeräte zur Hauptnetzversorgung, mit einer großen Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Stromfluss.

Wenn Sie eine Streulast vom Generator beziehen, es zeigt mehr Widerstand und führt zu verzerrten Wellenlängen. Aufgrund der geringeren Impedanz wird die Situation beim Hauptnetzanschluss völlig anders sein. Daher, Ihr Standort kann mit der Hauptnetzlast normal funktionieren, weist jedoch Generatoroberschwingungen auf, wenn er Strom vom Generator bezieht.

Auswirkungen von Generatoroberschwingungen auf Energiesysteme

Sie können diese Oberwellen nicht ignorieren, da sie zu schweren Schäden führen. Das seltene Auftreten dieser Oberschwingungen führt zu einer fortlaufenden Reihe von Maschinenausfällen. Der Schaden entsteht sowohl am Generator als auch an den angeschlossenen Geräten mit variabler Frequenz.

Erste, Oberschwingungen beeinträchtigen die Grundleistung von Generatoren. Harmonische Wellen mit erhöhter Frequenz führen zu einem Effekt, der Skin-Effekt genannt wird. In diesem Fall, Diese höheren Frequenzen drücken die Elektronen zu den äußeren Kupferbeschichtungen. Dieser erzwungene Druck erhöht die Impedanz des Drahtes. Es führt zu höheren Wärmeverlusten, da der Strom durch das System fließen kann.

Durch diese übermäßige Erwärmung schmilzt die Kabelisolierung im Inneren der Lichtmaschine. Infolge, es verringert die Lebensdauer des Generators. Darüber hinaus, Die verzerrten Oberwellen können im Stator entgegengesetzte Magnetfelder erzeugen. Es verursacht körperlichen Stress, höhere Vibrationen, und Kraftstoffineffizienz.

Die Oberschwingungen mit variabler Frequenz haben auch schwerwiegende Auswirkungen auf Ihre Anlagen und Geräte. Zum Beispiel, Einige Ihrer Haushaltsgeräte funktionieren einwandfrei 60 Hz nur für reibungsloses Arbeiten. Oberwellen können auch dazu führen, dass Ihre Schaltkreise aus dem Nichts auslösen.

Wenn Sie die Harmonischen nicht verwalten, Sie führen zu nicht konformem Verhalten mit den Vorschriften. Erstklassige Unternehmen, wie das IEEE, Geben Sie eindeutig Leistungsschwellenwerte an, wie IEEE 519 Standardkonformität. Benutzer, die absichtlich Oberschwingungen in das Generatorsystem zurückführen, können mit rechtlichen Konsequenzen und Strafen seitens der Energieversorger rechnen.

Methoden zur Verwaltung von Generatoroberschwingungen

Sie können die variablen elektrischen Lasten nicht von modernen Maschinen entfernen. Aber die Generatorhersteller können den Betrieb der Generatoren steuern, um das Risiko von Generatoroberschwingungen zu verringern und Schäden an Ihren Geräten zu vermeiden.

Die Lösung umfasst den Einsatz von Oberschwingungsfiltern, zwei verschiedene Typen haben.

• Passive Filter: Schließen Sie Kondensatoren und Induktivitäten mit bestimmten Größen ein. Sie sind als elektrische Fallen bekannt, um harmonische Streufrequenzen einzufangen, bevor sie zum Generator gelangen. Zum Beispiel, Die passiven Filter können Signale der 5. Harmonischen von Frequenzumrichtern erkennen und einfangen.
• Aktive Filter: Integrieren Sie moderne Mikroprozessoren mit fortschrittlicher Technologie. Sie untersuchen die Wellenlinien, die den Generator erreichen. Immer wenn es eine harmonische Welle gibt, Sie erzeugen genau die gleiche antiharmonische Welle, um den Verzerrungseffekt aufzuheben.

Auch Konstruktions- und Layoutänderungen können Sie im Generatorbau in Betracht ziehen. Wenn Sie hochwertige Lichtmaschinen einbauen, Sie werden ein bestimmtes verwenden 2/3 ausgelegte Teilung innerhalb des Stators. Diese spezifische Modifikation der Kupferwicklung zerstört automatisch die 3. Harmonische Welle und ihre eingehenden Vielfachen. Diese Oberschwingungen werden auch Dreifachoberschwingungen genannt und sind für das System tödlich, da sie sich im Neutralleiter ansammeln und eine übermäßige Erwärmung erzeugen.

Wenn sich Ingenieure bewerben Leistungsbasierte Faktorkorrektur, sie müssen dies kritisch tun. Sie müssen Kondensatoren mit äußerster Sorgfalt verwenden. Weil Kondensatorbänke harmonische Frequenzen optimieren können, was zu Chaos führt. Wenn Hersteller ihre Chancen verringern wollen, Sie müssen verstimmte Drosseln installieren, wenn sie Kondensatoren einbauen. It will apply their Leistungsfaktor in a safe manner.

Nicht zuletzt, Die Überwachung und Bewertung von Standorten und Backup-Systemen ist erforderlich. Sie müssen an Ihren Standorten Trackingsysteme und Analysegeräte installieren, um Echtzeitinformationen zu erhalten. Sie werden in der Lage sein, die nichtlinearen Spitzen innerhalb der Zeit zu erkennen.

Best Practices zur Minimierung von Oberschwingungen in Generatoren

Der Einbau von Filtern ist eine hervorragende Option. Wenn Sie die langfristige Strategie zur Vermeidung dieser Oberschwingungen kennen möchten, Bei der Installation eines Generators müssen Sie ein hochaktives System einführen.

Wenn Sie Ihr Backup-System installieren, Erhöhen Sie die Größe des Neutralleiters. Es wird sich als strenge Sicherheitsmaßnahme erweisen. Normalerweise, der 3, 9Th, und 15. Harmonische Wellen heben den Effekt nicht auf. Eher, Sie verbinden sich zu einem einheitlichen Effekt und fließen zurück zum Neutralleiter.

Der Neutralleiter muss mehr Strom führen als im Normalfall. Wenn Sie einen extragroßen Neutralleiter verwenden, Dadurch wird verhindert, dass der zusätzliche Strom Kurzschlüsse und Brände verursacht.

Sie müssen für einen ordnungsgemäßen Lastausgleich am Generator sorgen. Versuchen Sie, nichtlineare Lasten gleichmäßig auf die drei Phasen zu verteilen. Wenn es ein Ungleichgewicht gibt, es wird die Situation verschlimmern, und die resultierende Wellenform wird gestreut.

Sie müssen auch Wert auf die geplante Wartung und Aktualisierung der Systeme legen. Wenn Sie Ihre Einrichtung mit zusätzlichen LED-Leuchten und ästhetischen Glühbirnen erneuern, Sie müssen Ihr Energiesystem aufrüsten, zu. Wenden Sie sich an einen professionellen Techniker, um kompetenten Rat zur Leistungsaufrüstung zu erhalten. Es hilft Ihrem Generator, Ihren neuen Strombedarf zu decken.

Schlussbemerkung!

Oberwellen des Generators stellen eine versteckte Bedrohung für Ihre teuren Notstromquellen dar. Sie können selbst die effizientesten Generatorsysteme beschädigen. Eigentlich, An modernen Standorten sind elektrische Geräte und Anlagen verbaut, die mit variablen Frequenzen arbeiten und zu Generatoroberschwingungen führen. Wenn Ihnen diese verzerrten Wellen nicht gelingen, es wird das gesamte System beschädigen. Wenn Sie geeignete vorbeugende Maßnahmen ergreifen und eine planmäßige Wartung von Generatoren bevorzugen, Sie können ihre Folgen leicht vermeiden.

Schützen Sie Ihre Einrichtung vor schmutzigem Strom

Do not allow the scattered electrical waves to disrupt your whole backup power. Es wird auch Ihre empfindlichen Geräte und kritischen Geräte beschädigen. Benötigen Sie die aktuelle harmonische Analyse Ihres Generators?, oder möchten Sie harmonische Filter in Ihr System integrieren?? In beiden Fällen, Unsere professionellen Ingenieure bei Huaquan stehen Ihnen gerne zur Verfügung. Kontaktieren Sie uns Heute.