发电机谐波: 原因, 效果, 和缓解方法

发电机提供连续的, 光滑的, 并在无主网电力的情况下长期供电. 先进的电器可能会干扰清洁电力 发电机谐波. 这些都是即时的, 由可变电力负载产生的电力波动, 包括不断变化的驱动器, 服务器, 和 UPS 系统.

这些谐波会损坏敏感电器, 电磁交流发电机过热, 并缩短发电机的寿命. 在这篇文章中由 HuaQuan, 您将了解谐波的主要原因, 以及它们对您的电路的影响. 而且, 您还将了解用于防止这些谐波的现代制造方法.

什么是发电机谐波?

如果您想了解发电机谐波的概念, 您必须了解交流信号的基础知识. 在主电网系统中, 交流电以最佳频率供电 (例如, 这个频率是 60 Hz 在北美和 50 欧洲赫兹). 波浪在此频率下提供出色的流动.

基本上, 谐波是额外的, 频率高于所需波且与基波同步存在的非必需正弦波. 这些不需要的波以基频信号的倍数运行. 例如, 如果你有一个 60 Hz发电机系统, 你会看到第五次谐波工作在 300 赫兹, 而第七次谐波工作在 420 赫兹, 远大于所需频率.

这些频率增加的波支配着 60 Hz系统并创建统一, 扭曲的电波. 您可以测量精确的波动：总谐波失真或总谐波失真. 增加的失真意味着连续, 不稳定的电信号.

在极少数情况下, 发电机由于不正确的绕组和绝缘而导致这些谐波. 大多数情况下, 根本原因是附加设备导致主频率波失真.

产生发电机谐波的主要原因包括发电机上的分散电力负载. 线性负载正常, 从灯泡或加热器中汲取. 正常情况下, 从发电机提取的电流完全取决于现场所需电压的值. 因此, 输出波形与所需的电压正弦信号一致.

在当今的科技世界, 有许多电器和设备依靠失真或非线性电信号运行. 这些设备运行不平稳，并且利用高频电流运行. 结果, 它形成高频信号的发电机谐波，并通过将失真信号发送到发电机的电网来工作.

这些可变谐波的常见来源是与将交流电转换为直流电的设备或电器相关的谐波源. 最常见的机器包括以下几种:

有时, 发电机自身的布局会导致这些谐波. 还, 它决定这些谐波将如何影响电力供应. 发电机是主电网供应的替代品, 对电流有很大的抵抗能力.

当您从发电机中抽取分散负载时, 它表现出更大的电阻并导致波长失真. 由于阻抗较小，这种情况在主要公用电网连接中将完全不同. 因此, 您的站点可以在主电网负载上正常运行，但在从发电机获取电力时显示发电机谐波.

您不能忽视这些谐波，因为它们会导致严重损坏. 这些谐波的罕见事件将导致一系列连续的机械故障. 发电机以及所连接的变频设备都会受到损坏.

第一的, 谐波损害发电机的基本性能. 频率增加的谐波会产生一种称为集肤效应的效应. 在这种情况下, 这些较高的频率将电子推向外部铜覆盖层. 这种强制推动增加了导线的阻抗. 电流通过系统时会导致更高的热损失.

这种过度加热会熔化交流发电机内的电线绝缘层. 因此, 它会缩短发电机的寿命. 而且, 失真的谐波会在定子内部产生相反的磁场. 它会导致身体压力, 更高的振动, 和燃料效率低下.

变频谐波也会对您的设备和电器产生严重影响. 例如, 您的一些家用电器运行良好 60 Hz仅用于平稳工作. 谐波还会导致电路突然跳闸.

如果不管理谐波, 它们导致不合规行为. 一流企业, 像IEEE一样, 明确给出功率阈值, 例如IEEE 519 标准合规性. 故意将谐波返回发电机系统的用户可能会面临法律后果和公用事业发电厂的处罚.

您无法从先进机械中移除可变电力负载. 但发电机制造商可以管理发电机的工作，以减少发电机谐波的机会并避免损坏您的设备.

该解决方案包括使用谐波抑制滤波器, 有两种不同的类型.

无源滤波器: 包括特定尺寸的电容器和电感器. 它们被称为电陷阱，用于在谐波散射频率进入发电机之前捕获它们. 例如, 无源滤波器可以检测并捕获来自 VFD 的五次谐波信号.
有源滤波器: 包括采用先进技术的现代微处理器. 他们检查到达发电机的波浪线. 每当有谐波时, 它们产生完全相同的反谐波以抵消失真的影响.

您还可以考虑发电机工程中的设计和布局修改. 如果您安装高质量的交流发电机, 他们将使用特定的 2/3 定子内部设计节距. 这种对铜绕组的特殊修改会自动破坏三次谐波及其传入的倍数. 这些谐波也称为三重谐波，对系统来说是致命的，因为它们聚集在中性线上并产生过多的热量.

工程师在应用时 基于功率的因子校正, 他们必须批判性地这样做. 他们必须极其小心地使用电容器. 因为电容器组可以优化谐波频率, 导致严重破坏. 如果制造商想减少机会, 当他们合并电容器时，他们必须安装失谐电抗器. 它将应用他们的功率因数以安全的方式.

最后但并非最不重要的, 需要对站点和备份系统进行监控和评估. 您必须在站点中安装跟踪系统和分析器才能获取实时信息. 您将能够在一定时间内检测到非线性尖峰.

结合过滤器是一个很好的选择. 如果您想了解避免这些谐波的长期策略, 安装发电机时必须引入高活性系统.

当您安装备份系统时, 增加中性线的尺寸. 这将被证明是一项严格的安全措施. 通常, 第三个, 9th, 和 15 次谐波不会抵消效果. 相当, 它们结合起来产生统一的效果并流回中性线.

中性线必须承载比正常情况下更多的电流. 当您使用特大号中性线时, 它将防止额外的电流导致短路和火灾.

您必须确保发电机上适当的负载平衡. 尝试在三相上均匀分布非线性负载. 如果存在不平衡, 这会使情况恶化, 产生的波形将被分散.

您还必须重视系统的定期维护和升级. 如果您要使用额外的 LED 灯和美观灯泡来更新您的设施, 你必须升级你的电力系统, 也. 联系专业工程师，获取电源升级专家建议. 它将帮助您的发电机满足您新的电力需求.

发电机谐波 对您昂贵的备用电源构成隐藏威胁. 它们甚至会损坏最高效的发电机系统. 实际上, 现代场所采用了以可变频率运行并导致发电机谐波的电器和设备. 如果你不管理这些扭曲的波浪, 它会损坏整个系统. 如果您采取适当的预防措施并喜欢定期维护发电机, 你可以轻松避免他们的后果.

不要让分散的电波破坏您的整个备用电源. 它还会损坏您的敏感电器和关键设备. 您需要发电机最近的谐波分析吗, 或者您想将谐波滤波器合并到您的系统中? 在这两种情况下, 华全专业工程师随时为您服务. 联系我们今天.

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