Overwegingen voor elektrisc...
10.17 Overzicht harmonischen
Niet-lineaire belastingen die vaak voorkomen bij frequen-
tieregelaars, trekken geen gelijkmatige stroom van de
voedingslijn. Deze niet-sinusvormige stroom bevat
componenten die een meervoud zijn van de frequentie
van de grondstroom. Deze componenten worden
harmonischen genoemd. Het is belangrijk om de totale
harmonische vervorming op de netvoeding te beheersen.
Hoewel de harmonische stromen niet rechtstreeks
bijdragen aan de vermogensafname, genereren ze wel
warmte in bedrading en transformatoren, waardoor ze
andere apparaten op dezelfde voedingslijn kunnen
beïnvloeden.
10.17.1 Harmonischenanalyse
Omdat harmonischen de warmteverliezen doen toenemen,
is het belangrijk om bij het ontwerp van systemen
rekening te houden met harmonischen, om overbelasting
van de transformator, smoorspoelen en bedrading te
voorkomen. Voer waar nodig een analyse van de systeem-
harmonischen uit om de effecten van de apparatuur te
bepalen.
Een niet-sinusvormige stroom wordt door middel van een
Fourier-analyse getransformeerd en opgesplitst in sinus-
golfstromen met verschillende frequenties, d.w.z.
verschillende harmonische stromen I
als basisfrequentie.
Afkorting Beschrijving
f
Basisfrequentie (50 Hz of 60 Hz)
1
I
Stroom bij de basisfrequentie
1
U
Spanning bij de basisfrequentie
1
I
Stroom bij de harmonische frequentie van de orde n
n
U
Spanning bij de harmonische frequentie van de
n
orde n
n
Orde van een harmonische
Tabel 10.43 Afkortingen m.b.t. harmonischen
Basis-
stroom (I
)
1
Stroom
I
1
Frequentie
50 Hz
250 Hz
Tabel 10.44 Basisstromen en harmonische stromen
Stroom
Harmonische stroom
I
RMS
Ingangsstroom
1,0
Tabel 10.45 Harmonische stromen vs. RMS-ingangsstroom
MG16C310
Design Guide
met 50 Hz of 60 Hz
n
Harmonische stroom (I
)
n
I
I
I
5
7
11
350 Hz
550 Hz
I
I
I
I
1
5
7
11-49
0,9
0,5
0,2
< 0,1
Danfoss A/S © 11/2017 Alle rechten voorbehouden.
De spanningsvervorming op de netvoeding hangt af van
de grootte van de harmonische stromen vermenigvuldigd
met de interne netimpedantie voor de betreffende
frequentie. De totale spanningsvervorming (THD) wordt op
basis van de individuele harmonische spanningen
berekend met behulp van de volgende formule:
U25 + U27 + ... + U2n
THDi =
U
10.17.2 Effect van harmonischen in een
vermogendistributiesysteem
In Afbeelding 10.29 is op de primaire zijde een
transformator aangesloten op een PCC1 (een Point of
Common Coupling – gemeenschappelijk koppelpunt), op
de middenvoeding. De transformator heeft een impedantie
Z
en wordt gebruikt om divers belastingen te voeden.
xfr
Het gemeenschappelijke koppelpunt waar alle belastingen
zijn aangesloten, is PCC2. Elke belasting is aangesloten via
kabels met een impedantie Z
PCC
Gemeenschappelijk koppelpunt
MV
Middelhoge spanning
LV
Lage spanning
Z
Impedantie transformator
xfr
Z
Modelweerstand en -inductantie in de bedrading
#
Afbeelding 10.29 Klein distributiesysteem
, Z
, Z
.
1
2
3
201
10
10