Hogere harmonische
We maken tegenwoordig steeds meer gebruik van moderne elektronische apparaten zoals ledverlichting, laptops en flatscreens. Ook neemt het aantal apparaten toe, denk bijvoorbeeld aan warmtepompen en elektrische auto's. De toename van deze moderne elektronische apparatuur leidt niet alleen tot problemen met het elektriciteitsnet (netcongestie), maar ook tot een steeds grotere vervuiling ervan. Een belangrijk fenomeen dat bij deze netvervuiling een rol speelt is harmonische vervuiling, ook wel 'hogere harmonische' of, kortweg, 'harmonische' genoemd.
Problemen door harmonische
Een teveel aan harmonische vervuiling kan leiden tot overbelasting van kabels en extra warmteontwikkeling, waardoor storingen kunnen optreden en apparatuur onverwacht kan uitschakelen. Dit kan niet alleen hinderlijk zijn, maar ook schade veroorzaken aan uw apparatuur of machines die daardoor stil komen te staan met de daarbij behorende (en vaak onvoorziene) kosten tot gevolg.
fortop white paper 'Hogere harmonische'
In onze white paper 'Hogere harmonische' gaan we dieper in op wat harmonische vervuiling is, hoe het ontstaat, wat de gevolgen zijn en geven we antwoord op de vraag: hoe kunnen we harmonische vervuiling oplossen? Zo leest u onder andere in deze white paper dat een harmonisch filter ervoor kan zorgen dat uw elektrische systemen efficiënt en betrouwbaar blijven werken.
Wat zijn harmonische?
In Nederland heeft de netspanning normaal gesproken een zuivere sinusgolf met een frequentie van 50 Hz. Wanneer deze golfvorm wordt vervormd ontstaat er harmonische vervuiling. Harmonische vervuiling kunnen we beschrijven als meerdere sinusgolven met frequenties die veelvouden zijn van de grond- of basisfrequentie. De grondfrequentie (in Nederland) is 50 Hz, maar hogere harmonische kunnen bijvoorbeeld 150 Hz (3e harmonische), 250 Hz (5e harmonische) of hoger zijn.
Subharmonische en interharmonische
Naast bovenstaande harmonische bestaan er ook subharmonische en interharmonische. Subharmonische hebben frequenties die lager zijn dan de grondfrequentie. Interharmonische hebben frequenties die geen veelvoud zijn van de grondfrequentie. Ook deze vorm van harmonische veroorzaken storingen in elektrische systemen.
Fourieranalyse
De fourieranalyse is een wiskundige techniek die wordt gebruikt om verschillende frequenties en hun amplitudes, in dit geval de harmonische, zichtbaar te maken. Bij fortop maken we gebruik van Janitza Power Quality analysers die een duidelijk inzicht geven in de harmonische vervuiling van een elektrische installatie (zie als voorbeeld de afbeelding hiernaast). Wanneer de meter gekoppeld wordt met speciale analyse software is het mogelijk om nóg dieper op de meetgegevens in te gaan voor een uitgebreide analyse van de elektrische installatie.
Harmonisch blindvermogen
De apparatuur die harmonische veroorzaakt, vormt ook harmonisch blindvermogen (distortieblindvermogen). Dit is ongewenst omdat meer blindvermogen meer koper-, transformator- en aansluitcapaciteit (netcapaciteit) vereist. Naast het genoemde harmonisch blindvermogen zijn er ook andere vormen van blindvermogen die niet wenselijk zijn. Lees meer over blindvermogen.
De oorzaak van hogere harmonische
Harmonische worden veroorzaak door apparaten die we ook wel 'niet-lineaire belastingen' noemen, we gaan hier in de white paper dieper op in. Maar wat zijn nou concrete voorbeelden van dit soort apparaten die harmonische veroorzaken? De afbeelding hiernaast, van een willekeurige productiehal, laat al voldoende oorzaken (niet-lineaire belastingen) van harmonische vervuiling zien:
- Geschakelde voedingen en converters
Moderne apparaten zoals computers en monitoren gebruiken schakelende voedingen die stroom in korte pulsen trekken met onder andere harmonische vervuiling tot gevolg. - Industriële apparatuur
Motoren en frequentieregelaars veroorzaken harmonische door hun niet-lineaire energiegebruik en conversieprocessen. - Ongebalanceerde belastingen
In driefasige installaties kunnen ongebalanceerde belastingen asymmetrische stromen veroorzaken, wat harmonische vervorming tot gevolg heeft. - Ledverlichting
We gaan massaal over op ledverlichting. Ledverlichting gebruikt elektronische voorschakelapparaten (led drivers) die de stroom vervormen en harmonische genereren.
Het moge duidelijk zijn dat harmonische vervuiling dus onvermijdelijk is omdat bovengenoemde apparatuur in elk bedrijf aanwezig is. Maar een teveel aan harmonische kan aanzienlijke problemen veroorzaken. Het is daarom essentieel om de oorzaken van harmonische te begrijpen, er inzicht in te krijgen, en bovenal om harmonische te filteren voor een efficiënte en betrouwbare elektrische installatie.
Weten of er teveel harmonische vervuiling (of andere netvervuiling) in uw bedrijfsinstallatie voorkomt? Vraag dan een Power Quality check aan voor een compleet inzicht in de 'gezondheid' van uw elektrische installatie.
Gevolgen van harmonische vervuiling
Storingen, reparaties en kortere levensduur
Harmonische vervuiling in elektrische netwerken kan verstrekkende en bovenal kostbare gevolgen hebben. Het veroorzaakt extra warmte in apparatuur wat leidt tot repeterende* storingen en reparaties met daarbovenop ook nog eens een kortere levensduur van uw apparatuur. (*repeterend, omdat de daadwerkelijke oorzaak niet wordt aangepakt)
Hogere energiekosten
Daarnaast leiden harmonische vervorming en blindvermogen tot inefficiënt energieverbruik. Dit zorgt weer voor hogere energierekeningen en een verhoogde belasting van het elektriciteitsnet (met soms boetes van de netbeheerder tot gevolg). Maar ook spanningsfluctuaties, zoals spanningsdips of -pieken, door de slechte vermogenskwaliteit beïnvloeden de prestaties van uw apparatuur negatief.
Instabiele bedrijfsprocessen
Kortom, de algehele betrouwbaarheid van uw elektrische systeem, en dus uw bedrijfsprocessen, kan ernstig worden aangetast door harmonische vervuiling zonder dat u doorheeft wat de exacte oorzaak is.
Wilt u meer weten over harmonische vervuiling? Vraag dan onze white paper 'Hogere harmonische' aan. Heeft u last van frequente storingen, meer onderhoudskosten dan verwacht of een te korte levensduur van uw apparatuur? Vraag dan zéker een (tijdelijke of permanente) Power Quality check aan of meld u, of uw technische mensen, aan voor een van onze Power Quality workshops.
Harmonische vervuiling oplossen
Harmonische vervorming (maar ook blindvermogen) kan ernstige problemen veroorzaken waarbij men vaak niet eens doorheeft wat de daadwérkelijke oorzaak is. Dit zorgt voor blijvende en onnodige (hoge) kosten omdat de oorzaak van de problemen simpelweg niet wordt opgelost.
Harmonisch filter
Bij fortop kunt u terecht om uw problemen écht op te lossen. Wij bieden u een compleet inzicht in de 'gezondheid' van uw elektrische installatie. Naast inzicht en advies bieden wij ook een gerichte oplossing in de vorm van bijvoorbeeld actieve harmonische filters (AHF) of de wat meer uitgebreide actieve dynamische filters (ADF), die naast het oplossen van harmonische vervuiling ook zorgen voor schone stroom in uw elektrische installatie. Zo verbetert de stroomkwaliteit en verlengt u de levensduur van uw apparatuur met lagere (onderhouds)kosten tot gevolg. Onze ervaring met maatwerk filtersystemen (OEM-oplossingen) en onze eigen software- en serviceafdeling maken ons uniek.
Harmonisch filter in vele sectoren
Onze harmonische filters worden reeds succesvol toegepast in vele sectoren zoals onder andere marine & offshore, procesindustrie, datacenters en ziekenhuizen. Dankzij onze specialisten met jarenlange ervaring en expertise bieden wij maatwerkoplossingen voor elke sector.
Vraag onze white paper 'Hogere harmonische' aan voor een diepgaand inzicht en praktische oplossingen omtrent harmonische vervuiling, of neem vrijblijvend contact met ons op voor meer informatie.
Onze overige white papers
Lees meer over specifieke onderwerpen in één van de onderstaande white papers. Op de desbetreffende pagina kunt u de white paper gratis aanvragen als PDF.
