Verminder harmonischen in het bedrijfsproces met OptiVolt

Wat zijn harmonischen precies?

Een harmonische is een veelvoorkomende afwijking op de zuivere sinusvormige stroom- en spanningsgolf. De golfvorm bevat niet alleen een element op de standaard, fundamentele frequentie van 50 Hertz (Hz), maar ook andere elementen op andere frequenties die daar een veelvoud van zijn, bijvoorbeeld 100 Hz, 150 Hz, 200 Hz, enzovoorts. Deze veelvoud aan frequenties noemt men harmonischen. Door de eigenschappen van elektronische apparatuur komen vrijwel uitsluitend oneven harmonischen voor. Zo bestaat een 3e harmonische bij een grondfrequentie van 50 Hz dat er 150 Hz aanwezig is, een 5e harmonische 250 Hz en een 7e harmonische 350 Hz. Door de harmonischen raakt de golfvorm vervormd en treden er eventuele pieken op die groter zijn dan de oorspronkelijke sinusvorm. De sinusvormige spanning zorgt er echter voor dat de stroom, die ook sinusvormig is, perfect loopt. Apparaten waarbij perfecte sinusvormige stroom- en spanningsgolven ontstaan heten lineaire systemen. Voorbeelden hiervan zijn gloeilampen, reguliere motoren en verwarming. Bij niet-lineaire systemen waar harmonischen voorkomen, kun je denken aan moderne apparatuur als LED verlichting, frequentie regelaars, geschakelde voedingen van computers, gelijksrichters, dimmers, spaarlampen, inductieovens en dimmers. Verder behoort tot de niet-lineaire systemen apparatuur waarin halfgeleiders zijn toegepast, zoals bij transistors, solid state relais en diodes. De volledige harmonische vervorming van de stroom en de spanning wordt in THD (Total Harmonic Distortion) waardes weergegeven. De THD is de volledige graad van harmonische vervorming ten opzichte van de fundamentele frequentie.

Drie soorten harmonischen

De harmonischen kunnen in drie verschillende soorten worden ingedeeld aan de hand van de draairichting. Hierbij is een grondfrequentie van 50 Hz die rechtsdraaiend is de standaard. Iedere groep harmonischen veroorzaakt een ander effect.

Stilstaand in de nul

Binnen deze groep veroorzaken de harmonischen verhoogde nulstromen, welke een gevaar voor oververhitting en ontbranding van componenten en kabels tot gevolg kunnen hebben. Dit komt voor bij de 3e harmonische, 9e harmonische, 15e harmonische tot en met de 50e harmonische.

Linksdraaiend veld

Deze harmonischen zorgen voor verliezen in transformatoren en motoren en draagt bij aan opwarming van de elektrische infrastructuur. Deze harmonischen komen voor bij de 5e harmonische, 11e harmonische, 17e harmonische tot en met de 50e harmonische.

Rechtsdraaiend veld

Bij het rechtsdraaiende veld zorgen de harmonischen ook voor verliezen in transformatoren en motoren en creëren ze warmteontwikkeling binnen de elektrische apparatuur. Deze harmonischen zie je terug bij de 7e harmonische, 13e harmonische, 19e harmonische tot en met de 50e harmonische.

Elk apparaat beschikt over zijn eigen specifieke harmonischen. Led-verlichtingen heeft bijvoorbeeld veel 3e harmonischen, terwijl bij frequentieregelaars veelal de 5e en 7e harmonischen voorkomen. Door middel van Power Factor verbeteringen meten en passen specialisten de harmonische vervuiling aan. Dit kan door middel van Power Quality analyzers, Fluke meters of een osciloscoop.

De gevolgen van harmonische vervorming

Harmonische vervorming kan allerlei nadelige gevolgen binnen het bedrijfsproces veroorzaken. Van defecte machines tot uitgebrande verdeelkasten. het hangt van de hoeveelheid harmonischen af en de gevoeligheid van de machines af hoe snel de harmonische vervuiling aan het licht komt. De belangrijke gevolgen van harmonische vervorming zijn:

• De kabelweerstand verhoogt waardoor de bekabeling warmer wordt. Hierdoor ontstaat een risico op brandgevaar
• Doordat er hoge nulstromen aanwezig zijn, ontstaat het risico op storingen
• Vanwege de beveiliging op diverse apparaten schakelen ze zich onverwacht uit, waardoor het bedrijfsproces stil ligt
• Binnen de installatie ontstaat aanzienlijk meer blindverbruik, wat leidt tot capaciteit- en energieverlies
• Overbelasting van transformatoren en motoren wat bijvoorbeeld leidt tot geluidstoename
• Een korte levensduur van de apparatuur vanwege de hogere temperatuur, wat leidt tot onnodige uitgaven

Schakel OptiVolt in bij harmonische vervuiling

Vraag je je af in hoeverre harmonischen het bedrijfsproces binnen je onderneming beïnvloeden? En wil je zoveel mogelijk energie besparen in je bedrijf? Als marktleider binnen de Benelux is OptiVolt gespecialiseerd in het meten, analyseren, installeren en onderhouden van een volledig Power Quality project van A tot Z. We geven een helder overzicht van de harmonischen binnen je bedrijf en adviseren om mogelijke verbeteringen aan te brengen. Neem gerust contact met ons op via de website.