harmonics

Hva er egentlig harmoniske forvrengninger ?

Harmonisk forvrengning er en form for elektrisk ”forurensning” som kan skape problemer hvis summen av de harmoniske strømmene øker over en viss grense. En harmonisk forvrengning er en strøm med en frekvens som et multiplum av grunnfrekvensen Som et eksempel er 250 Hz i et 50 Hz –nett, den femte harmoniske. Denne 250 Hz strømmen representerer energi som ikke kan være brukes av enheter i strømnettet . Denne vil derfor konverteres til varme. Og varme er ikke bra i denne sammenhengen.

Ifølge International Electrotechnical Commission ( IEC ), er nivået av harmoniske beskrevet som den totale harmonisk forvrengning ( THD ) og er uttrykt som en prosentandel av den totale spenning eller strøm . IEEE 519 har sin egen definisjon (TDD ). Ønsker ikke å gå for dypt inn i de forskjellige definisjonene nå.

Hva er egentlig effekten av harmoniske forvrengninger ?

Harmoniske forvrengninger kan føre til at for eksempel kablene overopphetes og med det skade dens isolasjon. Motorer kan også bli overopphetet eller bli støyende, og dreiemomentet i rotoren kan føre til mekanisk resonans og vibrasjon. Kondensatorer kan overopphetes og med det, i de mest alvorlige tilfeller, inneha en risiko for eksplosjon som et resultat av at dielektrikum brytes ned. Skjermer/TV og belysning kan begynne å blinke, sikringer kan ”trippe”, datamaskiner begynner å feile og voltmeter gir uriktige målinger. Altså, harmoniske forvrengninger kan bety trøbbel.

Hvordan skapes disse harmoniske forvrengningene?

Harmoniske forvrengninger er et resultat av at ikke-lineære laster kobles til strømnettet. Strømforsyninger som brukes til ulike typer elektronisk utstyr kan som et eksempel generere disse harmoniske forstyrrelser. Ikke- lineære laster består også blant annet av frekvensomformere, datamaskiner og annet elektronisk utstyr som for eksempel elektronisk belysning, sveiseutstyr og …tro det eller ei, avbruddsfri strømforsyning (UPS).

Så, hvilken type UPS skal man velge?

Det er viktig å få alle data på en UPS før denne anskaffes. Alle produsenter oppgir både en THDi (tilbakeført støy på inngangen), og THD (videreført støy på utgangen).

Nyere UPS benytter seg av en IGBT likeretter. En aktiv IGBT (isolert gate bipolar transistor) likeretter kan brukes til å kontrollere og tilpasse seg strømnettet. Dette gjør at vi får en effektfaktor så nært 1 (har skrevet litt om effektfaktor i tidligere innlegg) som mulig, da den aktivt prøver å redusere harmoniske forvrengninger. Som nevnt i tidligere innlegg, så måles effektfactor på skala fra -1 til 1. Harmoniske forvrengninger og effektfaktor går på en måte hånd i hånd og jo nærmere 1 vi kommer, desto bedre (mindre harmoniske forvrengninger)

Vår YDC3300 har en inngangsfaktor på hele 0,99 og en så lav THDi som ≤ 2% (ved lineare laster). Dette er meget bra verdier, noe som gjør denne modellen meget populær i nyere installasjoner.

Noen av de de viktigste fordelene ved bruk av en UPS med IGBT likeretter, er:
– Nesten sinusformet strømnett ved lave harmonisk forvrengning.
– Høy effektfaktor (jo nærmere ”1”, desto bedre)
– Boost effekt. Skulle tilført spenning falle, vil man kunne ”booste” DC-spenningen til et akseptabelt nivå før denne på nytt vekselrettes.

Tidligere var det største minuset ved anskaffelse av en UPS med IGBT likeretter, den høyere kostnaden sammenlignet med diode-likerettet UPS. Denne forskjellen har nå utjevnet seg da de fleste benytter seg (heldigvis vil mange si) av den nye teknologien. Med sine fordeler og ulemper. Viktig er det også at (til tross for at en UPS genererer noe støy) den samme UPS faktisk hjelper mot støy nedstrøms. En Online UPS vel og merke! Dette da en Online UPS først likeretter spenningen før den på nytt vekselretter (lager en ren og stabil sinus) som forsyner lasten.

Et lite eksempel på hva overharmoniske kan føre til:

http://www.tu.no/kraft/2013/07/02/darlig-stromkvalitet-har-kostet-ham-360.000-kroner

Har dere spørsmål vedr UPS, dimensjonering eller ønsker hjelp i forbindelse med å kalkulere et større UPS-anlegg, vennligst ta kontakt slik at vi kan hjelpe dere i prosessen.