در صنایع امروزی، با گسترش استفاده از بارهای غیرخطی مانند درایوهای فرکانس متغیر (VFD)، منابع تغذیه سوئیچینگ و سیستم‌های الکترونیک قدرت، هارمونیک‌ها به یک معضل جدی تبدیل شده‌اند. این هارمونیک‌ها نه‌تنها باعث افزایش تلفات انرژی می‌شوند، بلکه می‌توانند منجر به خرابی زودرس تجهیزات، اختلال در سیستم‌های کنترل و حتی جریمه‌های مالی از سوی شرکت‌های توزیع برق گردند.
راهکار اصلی: ✅ پایش دقیق هارمونیک‌ها با دستگاه پاور آنالایزر پرتابل ✅ طراحی و ساخت چوک و فیلترهای اختصاصی توسط الکترومارکت ✅ مقایسه گزارش‌های قبل و بعد از نصب فیلترها ✅ تعیین محدوده‌های مجاز، هشدار و خطرناک THD و هارمونیک‌ها
۲. هارمونیک‌ها و انواع آن‌ها
هارمونیک‌ها سیگنال‌های با فرکانس‌های مضرب فرکانس اصلی شبکه (۵۰ یا ۶۰ هرتز) هستند که باعث اعوجاج شکل موج سینوسی می‌شوند.
۲.۱. دسته‌بندی هارمونیک‌ها بر اساس فرکانس
۲.۲. مفهوم هارمونیک ۵ و ۷ و چرا خطرناک هستند؟
-
هارمونیک ۵ (۲۵۰Hz):
- در سیستم‌های سه‌فاز باعث چرخش معکوس میدان مغناطیسی در موتورها می‌شود.
- منجر به گرمایش بیش از حد و لرزش مکانیکی در موتورهای القایی می‌گردد.
-
هارمونیک ۷ (۳۵۰Hz):
- باعث چرخش هم‌جهت با میدان اصلی اما با سرعت متفاوت می‌شود.
- منجر به تلفات اضافه در ترانسفورماتورها و کاهش راندمان می‌شود.
۳. محدوده‌های مجاز، هشدار و خطرناک هارمونیک‌ها و THD
استانداردهای بین‌المللی مانند IEEE 519-2014 و IEC 61000-3-6 محدودیت‌هایی برای هارمونیک‌ها تعیین کرده‌اند:
۳.۱. محدوده THD (Total Harmonic Distortion) مجاز:
۳.۲. محدوده مجاز هارمونیک‌های فرد (بر اساس IEEE 519):
⚠️ توجه:
- اگر THD ولتاژ از ۸% بیشتر شود، ممکن است باعث تخریب عایق‌بندی کابل‌ها شود.
- اگر THD جریان از ۱۵% فراتر رود، ترانسفورماتورها و موتورها دچار اضافه‌حرارت می‌شوند.
۴. پایش هارمونیک‌ها با دستگاه پاور آنالایزر پرتابل
دستگاه پاور آنالایزر پرتابل (با قابلیت اندازه‌گیری تا ۶۰۰۰ آمپر و ۱۰۰۰ ولت) ابزاری حیاتی برای آنالیز کیفیت توان است.
۴.۱. قابلیت‌های کلیدی دستگاه:
- اندازه‌گیری THD ولتاژ و جریان تا مرتبه ۵۰ام
- تحلیل هارمونیک‌های فرد و زوج
- ثبت داده‌های بلندمدت برای شناسایی الگوی هارمونیک‌ها
- تشخیص هارمونیک‌های خطرناک (مانند هارمونیک ۵ و ۷)
۴.۲. نمونه گزارش پاور آنالایزر (قبل از نصب فیلتر):
۵. راهکارهای تخصصی الکترومارکت برای کاهش هارمونیک‌ها
۵.۱.
ساخت چوک‌های ضد هارمونیک (راکتورهای خطی):
- چوک ورودی: برای محدود کردن هارمونیک‌های تولیدشده توسط درایوهای VFD.
- چوک خروجی: برای کاهش هارمونیک‌های منتشرشده در شبکه.
۵.۲. طراحی فیلترهای پسیو (Passive Harmonic Filters):
- فیلتر هارمونیک ۵ و ۷: برای جذب هارمونیک‌های خاص.
- فیلتر بانک خازنی با راکتور سری: برای جلوگیری از رزونانس.
۵.۳. فیلترهای اکتیو (APF):
- حذف دینامیک هارمونیک‌ها تا مرتبه ۲۵ام.
- مناسب برای سیستم‌های با هارمونیک‌های متغیر.
۶. گزارش مقایسه‌ای قبل و بعد از نصب فیلترها
۶.۱. گزارش اولیه (بدون فیلتر):
- THD ولتاژ: ۸.۲% (خطرناک)
- هارمونیک ۵: ۶.۱% (خطرناک)
- هارمونیک ۷: ۴.۵% (هشدار)
۶.۲. گزارش نهایی (پس از نصب فیلترهای الکترومارکت):
- THD ولتاژ: ۳.۸% (مجاز) ✅
- هارمونیک ۵: ۲.۹% (مجاز) ✅
- هارمونیک ۷: ۱.۷% (مجاز) ✅
نتیجه:
- کاهش ۵۳% در THD ولتاژ
- حذف هارمونیک‌های خطرناک
- افزایش عمر تجهیزات و کاهش تلفات انرژی
۷. جمع‌بندی و خدمات الکترومارکت
✅ پایش کیفیت توان با دستگاه پاور آنالایزر پرتابل ✅ طراحی و ساخت چوک و فیلترهای اختصاصی ✅ نصب و راه‌اندازی فیلترهای هارمونیک ✅ ارائه گزارش مقایسه‌ای قبل و بعد از نصب
📞 جهت مشاوره و خدمات تخصصی، با کارشناسان الکترومارکت تماس بگیرید.
این مقاله به‌صورت جامع به علل ایجاد هارمونیک‌ها، محدوده‌های مجاز، راهکارهای کاهش و خدمات تخصصی الکترومارکت پرداخته است. در صورت نیاز به آنالیز شبکه صنعتی شما، تیم فنی ما آماده ارائه پکیج کامل پایش و حل مشکلات هارمونیکی می‌باشد.
