Fenomena Harmonik dalam Sistem Listrik: Penyebab, Efek, dan Risiko

Harmonikadalah fenomena yang kritis namun sering diabaikan dalam sistem listrik. Mereka mewakili distorsi bentuk gelombang sinusoidal ideal dari tegangan atau arus, yang terjadi pada frekuensi yang merupakan kelipatan integer dari frekuensi fundamental (mis., 50 Hz atau 60 Hz). Sementara harmonik melekat dalam sistem tenaga modern, kehadiran mereka yang tidak terkendali dapat menyebabkan konsekuensi operasional dan keuangan yang parah. Artikel ini akan mengeksplorasi penyebab, efek, dan risiko mereka.

Apa yang menyebabkan harmonik?

HarmonikTerutama berasal dari beban nonlinier - pertahanan di mana arus tidak selaras dengan bentuk gelombang tegangan sinusoidal. Contoh umum termasuk:

Variabel frekuensi drive (VFD) dalam motor industri, catu daya mode sakelar (mis., Komputer, server, pencahayaan LED), inverter energi terbarukan (sistem surya/angin), catu daya yang tidak terputus (UPS), dan stasiun pengisian kendaraan listrik. Beban ini mengganggu aliran arus yang halus, menghasilkan bentuk gelombang yang terdistorsi. Sebagai contoh, VFD dapat menarik arus dalam pulsa pendek daripada gelombang sinus kontinu, menghasilkan harmonik seperti yang ke -3 (150 Hz), ke -5 (250 Hz), atau harmonik ke -7 (350 Hz).

Apa efek harmonik?  

Harmonik menurunkan kualitas daya dan membebankan biaya tersembunyi yang signifikan pada infrastruktur listrik:  

Harmonik menyebabkan kerugian energi dan peningkatan biaya. Misalnya, arus harmonik orde kelima dapat menghasilkan hingga 15% limbah energi tambahan dalam sistem distribusi (Departemen Penelitian Energi A.S.). Ketidakefisienan ini dapat menyebabkan tagihan listrik yang lebih tinggi.  

Ini dapat menyebabkan kerusakan peralatan dan mengurangi umur, karena arus harmonik menghasilkan arus eddy dan kerugian histeresis, yang menyebabkan panas berlebih. Transformer yang beroperasi di lingkungan harmonik tinggi mungkin gagal 30-50% lebih cepat dari umur peringkat mereka. Selain itu, harmonik dapat menyebabkan resonansi, yang mengarah ke kapasitor kelebihan dan potensi ledakan atau kebakaran. Selain itu, dalam sistem tiga fase, harmonik orde ketiga (ke-3, 9, dll.) Akumulasi pada garis netral, berpotensi menyebabkannya terlalu panas.  

Harmonik juga dapat menyebabkan gangguan operasional, terutama pada peralatan sensitif seperti perangkat medis, instrumen laboratorium, atau server pusat data yang mengandalkan daya bersih. Distorsi tegangan yang disebabkan oleh harmonik dapat mengakibatkan kegagalan peralatan, korupsi data, atau waktu henti yang tidak direncanakan.

Risiko kepatuhan dan keselamatan yang terkait dengan harmonik juga penting. Melebihi batas harmonik yang ditentukan dalam standar seperti IEEE 519-2022 dapat mengakibatkan denda peraturan. Selain itu, overheating peralatan dapat menciptakan bahaya kebakaran dan risiko keselamatan.

Sebagai produsen dan pemasok profesional, kami menyediakan produk berkualitas tinggi. Jika Anda tertarik dengan produk kami atau memiliki pertanyaan, jangan raguHubungi kami.