Que signifie le courant harmonique
Le courant harmonique est un terme collectif désignant les composantes sinusoïdales dont la fréquence est un multiple entier de la fréquence du courant périodique d'origine. Un courant harmonique avec une fréquence égale à k fois la fréquence du courant périodique d'origine est appelé courant harmonique k-ième, et tous les courants harmoniques avec une fréquence supérieure à 1 sont collectivement appelés courants harmoniques d'ordre supérieur.
Un signal périodique peut être décomposé en une superposition linéaire de composante continue c0 et de signaux sinusoïdaux de différentes fréquences par transformée de Fourier : f (t)=c0+∑ _ (m=1) ^ ∞ ▒ [c_m sin (m ω T+ φ_ m) ]
Parmi eux, c_msin (m ω T+ φ_ m) L'expression de la m-ième harmonique, où cm représente l'amplitude de la m-ième harmonique et sa fréquence angulaire est m ω， La phase initiale est φ m. Sa valeur efficace est cm/√ 2.
Lorsque m=1, c1sin（ ω T+ φ_ 1) L'expression de la composante fondamentale, dont la fréquence angulaire est ω，La phase initiale est φ La valeur quadratique moyenne c1/√ 2 est appelée la valeur efficace fondamentale.
ω/ 2 π est la fréquence de la composante fondamentale, appelée fréquence fondamentale. La fréquence du composant fondamental est égale à la fréquence du signal alternatif. La fréquence de la m-ème harmonique est un multiple entier (m fois) de la fréquence fondamentale.
La définition des harmoniques dans les systèmes d'alimentation électrique est la décomposition en série de Fourier de grandeurs électriques périodiques non sinusoïdales. En plus d'obtenir des composantes identiques à la fréquence fondamentale du réseau électrique, une série de composantes supérieures à la fréquence fondamentale du réseau électrique est également obtenue. Cette partie de la grandeur électrique est appelée harmoniques. Le rapport entre la fréquence harmonique et la fréquence fondamentale (n=fn/f1) est appelé ordre harmonique. Parfois, il y a des harmoniques non entières dans le réseau électrique, appelées non-harmoniques ou harmoniques fractionnaires.
Les harmoniques sont en réalité un type d’interférence qui pollue le réseau électrique. Le domaine de la technologie électrique étudie principalement l'apparition, la transmission, la mesure, les dommages et la suppression des harmoniques, avec une plage de fréquences généralement de 2 ≤ n ≤ 40.
2. Causes de la génération de courant harmonique
La raison fondamentale de la génération de courants harmoniques est due aux charges non linéaires.
Lorsque le courant traverse la charge et n'a pas de relation linéaire avec la tension appliquée, il forme un courant non sinusoïdal, entraînant des harmoniques. La suppression des harmoniques dans le système électrique consiste à réduire ou éliminer le courant harmonique injecté dans le système, afin de contrôler la tension harmonique dans la valeur spécifiée.
Il existe quatre mesures principales pour supprimer le courant harmonique :
(1) Réduisez le contenu harmonique de la source harmonique. Il s’agit de prendre des mesures sur la source harmonique pour minimiser la génération d’harmoniques de lapin. Cette méthode est plus proactive, peut améliorer la qualité du réseau électrique et permettre de réduire considérablement les coûts d'élimination des effets harmoniques.
(2) Adoption de la méthode de modulation de largeur d'impulsion (PWM). En utilisant la technologie de modulation de largeur d'impulsion (PWM), la tension continue est modulée en une série d'impulsions de tension alternative d'amplitude égale mais de largeur différente dans le cycle de fréquence requis. Cette méthode peut grandement supprimer la génération d’harmoniques.
(3) Absorber le courant harmonique à la source harmonique. Ce type de méthode est un moyen efficace de supprimer les harmoniques existantes, qui est actuellement la méthode la plus largement utilisée pour supprimer les harmoniques dans le système électrique.
(4) Améliorer le système d’alimentation électrique et l’environnement. Pour le système d'alimentation, la génération d'harmoniques est inévitable, mais des mesures telles que l'augmentation de la capacité de court-circuit du système d'alimentation, l'amélioration du niveau de tension du système d'alimentation, l'augmentation de la capacité des équipements d'alimentation et le maintien de trois Un équilibre de charge entre phases autant que possible peut améliorer la capacité du réseau électrique à résister aux harmoniques. Choisir une tension d'alimentation raisonnable et maintenir autant que possible l'équilibre de tension triphasé peut réduire efficacement l'impact des harmoniques sur
le réseau électrique. La source d'harmoniques est alimentée par un point d'alimentation électrique de plus grande capacité ou par un réseau à tension plus élevée, et la capacité à résister aux harmoniques augmentera. L'alimentation de la charge source d'harmoniques via des lignes dédiées réduit l'impact des harmoniques sur d'autres charges et aide également à concentrer la suppression et l'élimination des harmoniques d'ordre supérieur.
3. Dangers des courants harmoniques
Au cours des trente à quarante dernières années, le développement rapide de divers appareils électroniques de puissance a conduit à une pollution harmonique de plus en plus grave dans le réseau électrique public. Divers défauts et accidents causés par les harmoniques se sont également produits de manière continue, et la gravité des risques harmoniques a attiré une grande attention de la part des gens. Les dommages causés par les harmoniques aux réseaux électriques publics et autres systèmes peuvent être résumés grossièrement dans les aspects suivants.
(1) Les harmoniques provoquent des pertes harmoniques supplémentaires dans les composants du réseau électrique public, réduisant ainsi l’efficacité des équipements de production, de transport et de consommation d’électricité. Lorsqu'un grand nombre d'harmoniques de troisième ordre traversent la ligne neutre, cela peut provoquer une surchauffe de la ligne ou même provoquer un incendie.
(2) Les harmoniques affectent le fonctionnement normal de divers équipements électriques. L’impact des harmoniques sur les moteurs provoque non seulement des pertes supplémentaires, mais génère également des vibrations mécaniques, du bruit et des surtensions, provoquant une grave surchauffe locale des transformateurs. Les harmoniques peuvent provoquer une surchauffe, un vieillissement de l'isolation, une durée de vie réduite et même des dommages aux condensateurs, aux câbles et à d'autres équipements.
(3) Les harmoniques peuvent provoquer une résonance parallèle locale et une résonance série dans le réseau électrique public, amplifiant ainsi les harmoniques, augmentant considérablement les dommages de (1) et (2) ci-dessus, et provoquant même des accidents graves.
(4) Les harmoniques peuvent provoquer un dysfonctionnement des relais de protection et des dispositifs automatiques et conduire à des mesures inexactes des instruments de mesure électriques.
(5) Les harmoniques peuvent provoquer des interférences avec les systèmes de communication adjacents et, dans les cas légers, du bruit peut être généré, réduisant la qualité de la communication ; Les cas graves entraînent la perte du logement, rendant le système de communication incapable de fonctionner correctement
