แหล่งที่มาของการรบกวนในเครือข่ายไฟฟ้า

ฮาร์โมนิก้า

ฮาร์มอนิกที่สูงขึ้น (ทวีคูณ) คือแรงดันหรือกระแสไซน์ที่มีความถี่แตกต่างจากความถี่พื้นฐานเป็นจำนวนเต็ม

ความผิดเพี้ยนของแรงดันและกระแสฮาร์มอนิกเกิดขึ้นเนื่องจากการมีอยู่ขององค์ประกอบหรืออุปกรณ์ในเครือข่ายที่มีลักษณะแรงดันกระแสไม่เป็นเชิงเส้น แหล่งที่มาหลักของสัญญาณรบกวนฮาร์มอนิกคือคอนเวอร์เตอร์และวงจรเรียงกระแส เตาเหนี่ยวนำและอาร์ค หลอดฟลูออเรสเซนต์ โทรทัศน์เป็นแหล่งสัญญาณรบกวนฮาร์มอนิกในอุปกรณ์ในครัวเรือนที่พบบ่อยที่สุด สัญญาณรบกวนฮาร์มอนิกในระดับหนึ่งสามารถสร้างขึ้นได้จากอุปกรณ์ของระบบไฟฟ้า: เครื่องหมุน, หม้อแปลง อย่างไรก็ตาม ตามกฎแล้วแหล่งที่มาเหล่านี้ไม่ใช่แหล่งที่มาหลัก

แหล่งที่มาหลักของฮาร์มอนิกหลายตัวคือ: ตัวแปลงความถี่คงที่, ไซโคลคอนเวอร์เตอร์, มอเตอร์แบบอะซิงโครนัส, เครื่องเชื่อม, เตาอาร์ค, ระบบควบคุมกระแสความถี่ซ้อนทับ

ตัวแปลงความถี่แบบคงที่ประกอบด้วยวงจรเรียงกระแส AC-to-DC และตัวแปลง DC-to-AC ที่มีความถี่ที่ต้องการแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงถูกมอดูเลตโดยความถี่เอาต์พุตของตัวแปลง ส่งผลให้มีฮาร์มอนิกหลายตัวปรากฏขึ้นในกระแสอินพุต

ตัวแปลงความถี่แบบคงที่ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับมอเตอร์แบบปรับความเร็วได้ ซึ่งการใช้งานดังกล่าวกำลังพัฒนาอย่างรวดเร็ว เครื่องยนต์ที่มีความจุสูงถึงหลายสิบกิโลวัตต์เชื่อมต่อโดยตรงกับเครือข่ายแรงดันต่ำ ซึ่งเป็นเครือข่ายที่ทรงพลังกว่าไปยังเครือข่ายแรงดันปานกลางผ่านหม้อแปลงของพวกมันเอง มีรูปแบบการดำเนินการหลายอย่าง ตัวแปลงความถี่คงที่ มีลักษณะแตกต่างกัน ความถี่ของฮาร์มอนิกหลายตัวขึ้นอยู่กับความถี่เอาต์พุตและความถี่พัลส์ของตัวแปลง ตัวแปลงที่คล้ายกันยังใช้สำหรับเตาเผาที่ทำงานที่ความถี่ปานกลาง

ไซโคลคอนเวอร์เตอร์คือคอนเวอร์เตอร์สามเฟสกำลังสูง (หลายเมกะวัตต์) ที่แปลงกระแสสามเฟสจากความถี่ดั้งเดิมเป็นกระแสสามเฟสหรือเฟสเดียวที่ความถี่ลดลง (โดยทั่วไปจะน้อยกว่า 15 Hz) ซึ่งใช้เพื่อจ่ายไฟความเร็วต่ำ , มอเตอร์กำลังสูง. ประกอบด้วยวงจรเรียงกระแสที่ควบคุมได้สองตัวซึ่งนำกระแสไฟฟ้าสลับกันในทิศทางเดียวหรืออีกทิศทางหนึ่ง ไซโคลคอนเวอร์เตอร์ใช้ในกรณีที่หายากมาก กระแสอินเตอร์ฮาร์มอนิกถึง 8-10% ของกระแสความถี่พื้นฐาน เนื่องจากไซโคลคอนเวอร์เตอร์กำลังสูง จึงเชื่อมต่อกับเครือข่ายที่มีไฟฟ้าลัดวงจรสูง ดังนั้นแรงดันอินเตอร์ฮาร์โมนิกจึงต่ำ การวัดที่ดำเนินการในการติดตั้งสองแห่งในสวิตเซอร์แลนด์พบว่าค่าในเครือข่าย 50 และ 220 kV ไม่เกิน 0.1% ของแรงดันไฟฟ้าปกติ

ในบางกรณี มอเตอร์เหนี่ยวนำสามารถสร้างอินเตอร์ฮาร์โมนิกได้เนื่องจากช่องว่างระหว่างสเตเตอร์และโรเตอร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อรวมกับความอิ่มตัวของเหล็ก ที่ความเร็วโรเตอร์ปกติ ความถี่ระหว่างฮาร์มอนิกจะอยู่ในช่วง 500-2,000 Hz แต่เมื่อสตาร์ทเครื่องยนต์ ความถี่ดังกล่าวจะ "ผ่าน" ผ่านช่วงความถี่ทั้งหมดไปยังค่าสถานะคงที่ การรบกวนจากมอเตอร์อาจมีความสำคัญเมื่อติดตั้งที่ปลายสายไฟฟ้าแรงต่ำยาว (มากกว่า 1 กม.) ในกรณีเหล่านี้วัดอินเตอร์ฮาร์โมนิกส์ได้มากถึง 1%

เครื่องเชื่อมและเตาอาร์คไฟฟ้าสร้างฮาร์มอนิกสเปกตรัมที่กว้างและต่อเนื่อง ความถี่ของฮาร์มอนิกและอินเตอร์ฮาร์มอนิกที่สร้างโดยอุปกรณ์คอนเวอร์เตอร์

ความเบี่ยงเบนของแรงดันไฟฟ้า

การเบี่ยงเบนของแรงดันไฟฟ้าเกิดจากการเปลี่ยนแปลงของโหลดของผู้บริโภคในระหว่างวันและการทำงานที่สอดคล้องกันของอุปกรณ์ควบคุมแรงดันไฟฟ้า (หม้อแปลงที่มีสวิตช์โหลด)

ความผันผวนของแรงดันไฟฟ้า

ความผันผวนของแรงดันไฟฟ้าเป็นชุดของการเปลี่ยนแปลงแบบสุ่มหรือแบบสุ่ม เป็นวัฏจักร

ความผันผวนของแรงดันไฟฟ้าเกิดจากการทำงานของเครื่องรับไฟฟ้าที่มีลักษณะการใช้พลังงานที่แปรปรวนอย่างรวดเร็วและเกิดขึ้นระหว่างการทำงานของอุปกรณ์ต่อไปนี้: เครื่องเชื่อมและเครื่องเชื่อมอาร์ค, เครื่องรีด, มอเตอร์ทรงพลังพร้อมโหลดแบบแปรผัน, เตาอาร์คไฟฟ้าสำหรับการผลิต เหล็ก. การเปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหันของแรงดันไฟฟ้าอาจเกิดขึ้นได้เมื่อสลับโหลดและอุปกรณ์ไฟฟ้า (เช่น: ตัวเก็บประจุ)

แรงดันไฟฟ้าตกในระยะสั้น

แรงดันไฟฟ้าตกในระยะสั้นคือแรงดันไฟฟ้าตกที่ไม่คาดคิดพร้อมกับการฟื้นตัวหลังจากช่วงเวลาของช่วงความถี่พื้นฐานหลายช่วงจนถึงระดับไฟฟ้าหลายระดับ

แรงดันไฟฟ้าตกในระยะสั้นเกิดจากกระบวนการสวิตชิ่งในระบบไฟฟ้าที่เกี่ยวข้องกับการลัดวงจร รวมถึงการสตาร์ทมอเตอร์ทรงพลัง ความล้มเหลวจำนวนหนึ่งที่เกิดจากการทำงานของระบบอัตโนมัติของระบบไฟฟ้าเพื่อกำจัดไฟฟ้าลัดวงจรไม่สามารถลบออกได้ และผู้ใช้ควรคำนึงถึงข้อเท็จจริงนี้ด้วย

พัลส์แรงดันไฟฟ้า

แหล่งที่มาของพัลส์แรงดันไฟฟ้ากำลังเปลี่ยนการทำงานในเครือข่าย ระบบไฟฟ้า และพายุฝนฟ้าคะนอง

ความไม่สมดุลของระบบไฟฟ้าแรงสามเฟส

ความไม่สมมาตรของระบบแรงดันไฟฟ้าสามเฟสเกิดขึ้นหากเฟสหรือเฟสแรงดันไฟฟ้าไม่เท่ากันในแอมพลิจูดหรือมุมการกระจัดระหว่างพวกมันไม่เท่ากับ 120 เอล ลูกเห็บ.

ความไม่สมมาตรของระบบแรงดันไฟฟ้าสามเฟสสามารถเกิดขึ้นได้จากสามสาเหตุ: ความไม่สมมาตรของพารามิเตอร์ของเส้นเหนือศีรษะเนื่องจากขาดการขนย้ายสายไฟหรือการใช้รอบการเคลื่อนย้ายแบบขยาย ปัจจัยนี้ปรากฏบนสายไฟฟ้าแรงสูงเป็นหลัก ความไม่เท่าเทียมกันของโหลดเฟสเนื่องจากการกระจายที่ไม่สม่ำเสมอระหว่างเฟส (ความไม่สมมาตรของระบบ) หรือการทำงานที่ไม่พร้อมกัน (ความไม่สมมาตรของความน่าจะเป็น) — โหมดสายไฟที่ไม่ใช่เฟส (หลังจากเฟสใดเฟสหนึ่งหยุดชะงักเนื่องจากความเสียหาย)

ระดับความไม่สมดุลของแรงดันไฟฟ้าที่เกิดจากความไม่สมมาตรของพารามิเตอร์สายไฟมักจะมีขนาดเล็ก (มากถึง 1%)ความไม่สมดุลที่สำคัญที่สุดเกิดขึ้นเมื่อสายไฟทำงานในโหมดเฟสที่ไม่สมบูรณ์ แต่โหมดดังกล่าวหายากมาก ดังนั้นสาเหตุหลักของความไม่สมดุลคือโหลดของเครือข่าย

ในเครือข่ายอุตสาหกรรม แหล่งที่มาของความไม่สมดุลสามารถเป็นได้: โหลดเฟสเดียวที่ทรงพลัง เตาหลอมเหนี่ยวนำและความร้อน หน่วยเชื่อม เตาหลอมอิเล็กโทรแลก เครื่องรับไฟฟ้าสามเฟสทำงานในโหมดอสมมาตรเป็นเวลานาน เตาหลอมเหล็กอาร์คไฟฟ้า

ความเบี่ยงเบนของความถี่

การเบี่ยงเบนของความถี่เกิดขึ้นเนื่องจากความไม่ตรงกันระหว่างกำลังของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ผลิตกระแสไฟฟ้าและโหลดที่ใช้ไป เมื่อกำลังของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเกินกำลังโหลด ความเร็วของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้นและความถี่จะเพิ่มขึ้นตามสัดส่วน พลังงานที่ใช้โดยโหลดก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน ที่ค่าความถี่หนึ่งๆ ความสมดุลจะเกิดขึ้นระหว่างพลังงานที่สร้างขึ้นและพลังงานที่ใช้ไป สังเกตรูปแบบการลดความถี่ที่คล้ายกันหากกำลังโหลดเกินกำลังของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า