高調波歪みがピークに達すると何が起こるでしょうか?

理想的な電力システムでは、電圧と電流は完全で滑らかな正弦波である必要があります。しかし、実際の電力網では、さまざまな非線形負荷 (周波数変換器、整流器、LED ライト、UPS 電源など) で満たされており、これらは粗い「編集器」のように機能し、滑らかな正弦波を歪めたり切断したりして、基本周波数の整数倍の周波数を持つ大量のノイズを生成します - これらのノイズは高調波と呼ばれます。

全高調波歪み (THD) は、波形の歪みの程度を測定するために使用される定量的な指標です。 THD 率が突然ピークに達した場合、それは単なる数値の変化ではありません。これは、電力システム全体が全方位の「歪みの嵐」に直面しており、その影響は深刻かつ多面的であることを示しています。-

1. 電力設備や送電線への直接的な影響

⑴ トランスとケーブル: 高調波電流は顕著な表皮効果と近接効果を引き起こし、電流が導体の表面に集中して流れ、実効抵抗が増加します。同時に、高周波高調波によりコアに追加の鉄損が発生します。-抵抗の増加と損失の増加により、トランスとケーブルの温度が急激に上昇します。軽度の場合は、絶縁劣化が促進され、寿命が短くなる可能性があります。ひどい場合には絶縁破壊や火災の原因となることがあります。電源周波数の全負荷下で正常に動作している変圧器は、高調波環境ではすでに重大な過負荷状態にある可能性があります。

(2) 回転機械（発電機・電動機）：電動機に高調波電流が流れると逆回転磁界が発生し、制動トルクが発生して電動機の効率が低下し、巻線の過熱や機械振動が発生します。発電機の場合、高調波負荷によりローター内で追加の熱が発生し、冷却システムの容量を超えてローターの損傷につながる可能性があります。

⑶ コンデンサと無効電力補償装置: 高調波の問題が最も発生しやすい領域です。コンデンサは高周波高調波に対して非常に低いインピーダンスを持ち、重大な過電流を引き起こす可能性のある大量の高調波電流を吸収します。-さらに危険なのは、システムのインダクタンスと並列共振を形成し、高調波電流を数倍、場合によっては数十倍に増幅する可能性があることです。これにより、コンデンサのヒューズが簡単に切れたり、コンデンサが膨張したり、さらには爆発したりする可能性があり、無効電力補償キャビネットが適切に機能できなくなります。