Izkropļojumus no harmoniku elektrosadales tīklos rada trīs galvenās avotu kategorijas: elektroenerģijas ražošanas iekārtas, pārvades un sadales infrastruktūra un galalietotāja pievienotās slodzes.
Harmonikas, ko rada ģenerējošās vienības
Ražošanas laikā praktiski nav iespējams izveidot ģeneratora trīsfāzu tinumus ar pilnīgi identisku pretestību, kā arī nevar izveidot dzelzs serdeņus, lai visā konstrukcijā panāktu pilnīgi vienmērīgu magnētisko caurlaidību. Apvienojumā ar nelielām mehāniskām un montāžas pielaidēm ģeneratori, protams, rada nelielu harmonisku kropļojumu normālos darbības apstākļos,{2}}lai gan šis kropļojumu līmenis parasti ir nenozīmīgs lielākajai daļai tīkla darbības scenāriju.
Harmonikas, kas rodas no T&D tīkla aparatūras
Strāvas transformatori ir galvenais harmoniku avots pārvades un sadales sistēmās. Šo kropļojumu rada magnētiskais piesātinājums transformatora dzelzs serdeņos, kas rada nelineāru magnetizācijas reakcijas līkni. Lai līdzsvarotu ražošanas izmaksas un aprīkojuma izmēru, transformatoru dizaineri izvēlas darbības plūsmas blīvumu, kas atrodas tuvu magnetizācijas līknes piesātinājuma ceļam. Šis darbības punkts pārveido magnetizējošo strāvu par asu viļņu formu, kas satur ievērojamas nepāra -kārtības harmonikas.
Šo harmoniku smagums mainās, pamatojoties uz diviem galvenajiem faktoriem: magnētiskās ķēdes iekšējo izkārtojumu un dzelzs serdes piesātinājuma dziļumu. Piesātinājumam pastiprinoties, transformators attālinās no lineārās magnētiskās darbības, palielinot harmoniskās strāvas lielumus. Saskaņā ar standarta konstrukcijas parametriem 3. harmonikas komponents var sasniegt pat 0,5% no transformatora nominālās strāvas.
Klienta{0}}sānu slodzes radīti harmoniski kropļojumi
Plašs patērētāju un rūpniecisko iekārtu klāsts rada ievērojamu harmonisku piesārņojumu publiskajam tīklam, un dažādi slodzes veidi rada atšķirīgus kropļojumu profilus.
Pusvadītāju taisngriežu iekārtas
Taisngriežu shēmas ir visuresošas smagos rūpnieciskos lietojumos, tostarp elektriskās sliedes vilces sistēmās, alumīnija elektrolīzes šūnās, rūpnieciskās akumulatoru uzlādes stacijās un komerciālos komutācijas barošanas avotos, un tās ievada vislielāko harmoniku daudzumu globālajos elektrotīklos. Šīs ierīces balstās uz fāzes-nobīdes vadības loģiku, kas no tīkla iegūst segmentētas, ne-sinusoidālas strāvas viļņu formas; iegūtās izkropļotās atlikušās viļņu formas satur blīvu harmonisko saturu. Vienfāzes-taisngriežu iestatījumos, kas savienoti pārī ar induktīvām slodzēm, dominē nepāra-kārtības harmonikas strāvas, un trešā harmonika var veidot 30% no pamatfrekvences strāvas. Savienojot ar kapacitatīvām slodzēm, iekārta ģenerē nepāra -kārtības harmonisko spriegumu, kur kropļojumu līmenis palielinās līdz ar palielinātām kapacitātes vērtībām. Trīs-fāzu pilnībā kontrolēti 6-impulsu tilta taisngrieži ievada 5. un augstākas nepāra kārtas harmonikas atpakaļ uz augšupējo transformatoru primārajos tinumos un barošanas kabeļos. Pat modernizētas 12 impulsu taisngriežu topoloģijas joprojām rada izmērāmas 11. un augstākas harmoniskās strāvas. Lauku nozares apsekojumi liecina, ka aptuveni 40% no visiem tīkla harmonisko kropļojumu pēdām meklējami taisngriežu aparatūrā, tādējādi nostiprinot šo iekārtu kategoriju kā vienīgo lielāko harmonisko avotu mūsdienu elektrotīklos.
Mainīgas frekvences diskdziņi
VFD sistēmas tiek plaši izmantotas, lai regulētu ventilatoru, ūdens sūkņu, pasažieru liftu un citu rotējošu iekārtu ātrumu. To fāzes leņķa modulācijas vadība nodrošina ļoti sarežģītus harmoniku spektrus, kuros ir gan veselu skaitļu -kārtība, gan starpharmonisku daļskaitļu komponenti. Daudzās liela mēroga-rūpnieciskās iekārtās tiek izmantotas lielas-jaudas VFD bankas, un mainīgā ātruma kontroles paātrinātā ieviešana pēdējos gados ir nepārtraukti pasliktinājusi harmonisko kropļojumu problēmas sadales tīklos.
Loka un kalcija karbīda krāsnis
Elektriskās kausēšanas krāsnis izejvielu karsēšanas laikā saskaras ar raksturīgu darbības nestabilitāti: trīs krāsns elektrodi reti uztur pastāvīgu kontaktu ar nevienmērīgu, neregulāru krāsns lādiņu. Šī nekonsekvence rada svārstīgu nelīdzsvarotu trīs-fāzu slodzi, kas ģenerē harmoniskas strāvas, kas izplatās caur trīsstūrveida{2}}transformatora tinumiem un nonāk galvenajā tīklā. Šeit visizteiktākie kropļojuma komponenti ir 2. un 7. kārtas harmonikas. Vietnes mērījumu dati liecina, ka šīs harmonikas parasti atrodas no 8% līdz 20% no pamata viļņa amplitūdas, un ekstrēmi darbības apstākļi izraisa kropļojumu maksimumu līdz 45%.
Gāzizlādes apgaismojuma produkti
Uz luminiscences lampām,{0}}augstspiediena dzīvsudraba spuldzēm,-augstspiediena nātrija spuldzēm un metālu halogenīdu spuldzēm attiecas gāzizlādes apgaismojuma tehnoloģija. To sprieguma-strāvas raksturlielumu laboratoriskā pārbaude atklāj nopietnu ne-lineāru darbību, un dažiem lampu modeļiem pat ir negatīvi V-I līknes profili. Šo apgaismojuma slodžu uzstādīšana zemsprieguma sadales līnijās rada ievērojamas nepāra -kārtības harmoniskās strāvas.
Sadzīves sadzīves tehnika
Parastā sadzīves elektronika, tostarp televizori, ierakstīšanas ierīces, galddatori un klēpjdatori, aptumšojami apgaismojuma ķermeņi un regulējamas -temperatūras ēdiena gatavošanas ierīces, ir integrētas sprieguma regulēšanas un taisngriežu ķēdes, kas rada ievērojamus nepāra -kārtības harmoniskos kropļojumus. Motorizētas mājsaimniecības preces, piemēram, veļas mašīnas, dzesēšanas ventilatori un gaisa kondicionēšanas iekārtas, arī izkropļo tīkla viļņu formas, pastāvīgi mainot nelīdzsvarotās tinumu strāvas. Lai gan katra atsevišķa mājsaimniecības ierīce patērē tikai mazu jaudu, lielais šo ierīču apjoms, kas visā pasaulē ir savienotas ar dzīvojamo māju tīkliem, padara tās par nenozīmīgu kopējā harmoniskā piesārņojuma izraisītāju.