ทำไมถึงเป็นเช่นนั้น ฮาร์โมนิกที่ 3 กระแสไฟฟ้าเกินพิกัดในตัวนำกลางหรือไม่?

ทำความเข้าใจกับกระแสฮาร์มอนิกที่ 3

ในระบบไฟฟ้า 3 เฟส 4 สาย กระแสไฟฟ้าในแต่ละเฟสโดยทั่วไปจะรวมกันและไหลกลับผ่านตัวนำกลาง เมื่อต้องจัดการกับ... โหลดเชิงเส้นดังนั้น การเลื่อนเฟส 120° ระหว่างกระแสไซน์ของแต่ละเฟสจึงทำให้ผลรวมเวกเตอร์ของกระแสเหล่านั้นมีค่าน้อยที่สุด และในระบบที่สมดุลอย่างสมบูรณ์ ผลรวมอาจเป็นศูนย์ได้ด้วยซ้ำ ซึ่งหมายความว่ากระแสในสายกลางจะมีค่าน้อยมากหรือไม่มีเลย ทำให้ตัวนำสายกลางสามารถมีขนาดเท่ากับตัวนำเฟสได้โดยไม่เสี่ยงต่อการโอเวอร์โหลด

อย่างไรก็ตาม สถานการณ์นี้เปลี่ยนแปลงอย่างมากเมื่อมีการแนะนำโหลดที่ไม่ใช่เชิงเส้น

ความท้าทายกับโหลดที่ไม่ใช่เชิงเส้น

โหลดที่ไม่เป็นเชิงเส้น เช่น โหลดที่จ่ายไฟโดย Switch-Mode Power Supplies (SMPS) ที่ใช้ในคอมพิวเตอร์และจอภาพ จะมีการทำงานแตกต่างออกไป โหลดเหล่านี้ดึงกระแสเป็นพัลส์แคบแทนที่จะเป็นรูปคลื่นต่อเนื่อง โดยเฉพาะพัลส์เหล่านี้มีความกว้างน้อยกว่า 60 องศา ซึ่งหมายความว่าเมื่อเฟสหนึ่งดึงกระแสไฟฟ้า อีกสองเฟสจะไม่เป็นเช่นนั้น ส่งผลให้ไม่มีการยกเลิกกระแสไฟฟ้าในตัวนำที่เป็นกลาง ทำให้แต่ละพัลส์บนเฟสแปลเป็นพัลส์ที่เป็นกลางโดยตรง

แม้ว่ากระแสเฟสของโหลดที่ไม่ใช่เชิงเส้นเช่น SMPS จะถูกสมดุลในรูปของแอมแปร์ RMS (Root Mean Square) ค่า RMS ของกระแสที่เป็นกลางยังคงสามารถสูงถึง √3 เท่าของค่า RMS ของกระแสเฟส สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากมีพัลส์กระแสเป็นกลางมากกว่าสามเท่าในเฟสเดียว หากพัลส์เหล่านี้มีความกว้างเกิน 60 องศาและทับซ้อนกัน อาจเกิดการยกเลิกบางอย่างได้ แต่กระแสไฟฟ้าที่เป็นกลางจะยังคงมีนัยสำคัญเนื่องจากส่วนประกอบความถี่ที่สูงกว่า โดยเฉพาะฮาร์มอนิกที่ 3

บทบาทของฮาร์มอนิกที่ 3

กระแสฮาร์มอนิกที่ 3 เป็นปัญหาอย่างยิ่งในระบบเหล่านี้ โดยเกิดขึ้นที่ความถี่พื้นฐานสามเท่า—180Hz ในระบบ 60Hz ดังแสดงในรูปที่ 7-1 ขณะที่กระแสเชิงเส้นเสร็จสิ้นสองรอบ กระแสเป็นกลางที่ไม่ใช่เชิงเส้นจะทำให้ครบหกรอบในกรอบเวลาเดียวกัน โดยเน้นถึงผลกระทบของฮาร์มอนิกที่ 3

กระแสฮาร์มอนิกที่ 3 นี้รวมกันในตัวนำที่เป็นกลาง ซึ่งอาจนำไปสู่ความร้อนสูงเกินไปและการโอเวอร์โหลดหากตัวนำที่เป็นกลางมีขนาดไม่เพียงพอ ปัญหานี้เด่นชัดเป็นพิเศษในอาคารเก่า ซึ่งโครงสร้างพื้นฐานอาจไม่ได้รับการออกแบบให้รองรับกระแสฮาร์มอนิกในระดับสูงเช่นนั้น

การแก้ไขปัญหา: บทบาทของ ตัวกรองพลังงานที่ใช้งานอยู่ (APF)

ในการก่อสร้างใหม่ ปัญหานี้มักจะบรรเทาลงด้วยการเพิ่มความหนาแน่นของตัวนำที่เป็นกลางเป็นสองเท่า อย่างไรก็ตาม ในโรงงานที่มีอยู่ การปรับปรุงระบบไฟฟ้าเพื่อเพิ่มขนาดตัวนำที่เป็นกลางมักทำไม่ได้ในทางปฏิบัติและมีค่าใช้จ่ายสูง นี่คือจุดที่ Active Power Filters (APF) เข้ามามีบทบาทในฐานะโซลูชันที่มีประสิทธิภาพสูง

APF ของเราจัดการกระแสฮาร์มอนิกอย่างไร

APF ของเราได้รับการออกแบบมาเพื่อตรวจจับและต้านกระแสฮาร์มอนิกแบบเรียลไทม์ ด้วยการตรวจสอบรูปคลื่นของกระแสอย่างต่อเนื่อง APF ของเราจึงสามารถฉีดกระแสชดเชยที่จะยกเลิกฮาร์โมนิคที่เกิดจากโหลดที่ไม่ใช่เชิงเส้น กระบวนการนี้จะลดกระแสฮาร์มอนิกตัวที่ 3 ในตัวนำที่เป็นกลางลงอย่างมาก ป้องกันการโอเวอร์โหลดและเพิ่มเสถียรภาพโดยรวมของระบบไฟฟ้า

ข้อดีของ APF ของเรา

• การปราบปรามฮาร์มอนิกแบบเรียลไทม์: APF ของเราจะปรับแบบไดนามิกให้เข้ากับสภาวะปัจจุบัน โดยช่วยลดกระแสฮาร์มอนิกได้ทันที รวมถึงฮาร์มอนิกตัวที่ 3 ที่น่าลำบากด้วย

• ปรับปรุงความน่าเชื่อถือของระบบ: ด้วยการลดปริมาณฮาร์มอนิกในตัวนำที่เป็นกลาง APF ของเราจะปกป้องโครงสร้างพื้นฐานทางไฟฟ้าจากความร้อนสูงเกินไปและความล้มเหลวที่อาจเกิดขึ้น

• โซลูชันที่คุ้มค่า: การติดตั้ง APF ของเราเป็นโซลูชันที่ประหยัดกว่าและก่อกวนน้อยกว่ามาก เมื่อเทียบกับการอัพเกรดระบบไฟฟ้าทั้งหมดเพื่อรองรับกระแสไฟฟ้าที่เป็นกลางที่สูงขึ้น

• เพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงาน: ด้วยกระแสฮาร์มอนิกที่ลดลง ประสิทธิภาพโดยรวมของระบบไฟฟ้าจะดีขึ้น ส่งผลให้สิ้นเปลืองพลังงานน้อยลงและลดต้นทุนการดำเนินงาน

บทสรุป

การเพิ่มขึ้นของโหลดแบบไม่เชิงเส้นในระบบไฟฟ้าสมัยใหม่ได้นำความท้าทายของกระแสฮาร์มอนิกลำดับที่ 3 มาสู่แถวหน้า โดยเฉพาะอย่างยิ่งเกี่ยวกับผลกระทบต่อตัวนำที่เป็นกลาง แม้ว่าวิธีการแบบเดิม เช่น การเพิ่มขนาดตัวนำที่เป็นกลาง จะมีประสิทธิภาพในการก่อสร้างใหม่ แต่มักไม่สามารถทำได้ในโรงงานที่มีอยู่ ตัวกรองกำลังแบบแอกทีฟของเรานำเสนอโซลูชันแบบเรียลไทม์ที่แข็งแกร่งเพื่อจัดการกระแสฮาร์มอนิกเหล่านี้ ปรับปรุงความน่าเชื่อถือและประสิทธิภาพของระบบ

สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีที่ APF ของเราสามารถช่วยจัดการกระแสฮาร์มอนิกและปกป้องระบบไฟฟ้าของคุณ โปรดเยี่ยมชมเว็บไซต์ของเรา: www.intonepower.com, โปรดติดต่อเรา: sales@intonepower.com-