میزان هارمونيکهای شبکه های توزيع برق مداوما در حال افزایش است. گسترش تجهیزات الکترونیکی نظیر تلویزیونها و کامپیوترها که دارای منابع تغذيه سوئيچينگ هستند، گرايش مصرف کنندگان به بکارگیری لامپهای کم مصرف و LED برای بهره وری نوری بالاتر و افزايش تعداد شارژرهای موبايل و یخچالهای با کنترل دور (اینورتر) از مهمترين دلايلی هستند که باعث شده اند تا میزان هارمونيکهای شبکه های توزیع به سطح بحرانی خود نزديک شود.
اين امر در حالی رخ می دهد که متاسفانه پایش و جبران سازی هارمونیکها دیرگاهی است که از شرح وظایف شرکتهای توزیع برق خارج شده و اصطلاحا دوره مد آن به پایان رسیده است!
در اوایل دهه هشتاد شمسی، مقارن با ابلاغ استاندارد کیفیت توان وزارت نيرو (که بر پايه استاندارد IEC تدوين شده بود)، شرایط آلودگی هارمونیکی کشور (حتی در مقايسه با سطوح سختگيرانه کپی شده از روی استاندارد IEC) بسيار مناسب می نمود. به همين دليل، به ندرت پايشهای انجام شده در خصوص هارمونيکها نشان دهنده آلودگی هارمونيکی غير مجاز بود. اندک نقاط دارای آلودگی غير مجاز نيز مربوط به مشترکين صنعتی بزرگ بود که معمولا دارای ترانسفورماتور يا فیدرهای اختصاصی بودند و آلودگی تولید شده اشان پیش از آنکه برای شبکه ایجاد مشکل نماید دامنگیر خودشان می شد.
با اینحال، پایشهای معدود صورت گرفته در دهه نود شمسی، که بیشتر در قالب پروژه تحقیقاتی انجام شده و کمتر به مسیری به جز بایگانی شرکتهای توزیع راه می يابد، بیانگر رسیدن هارمونیکها به نزدیکی مرز بحرانی خود است.
بیشتر برنامه ریزان و مدیران شرکتهای توزیع از این نکته غافلند که يکی از قربانیان افزایش میران هارمونیکها خود این شرکتها هستند. اين در حالی است که زنگ خطر افزایش میزان هارمونیکها هم اکنون با افزایش آمار ترانس سوزی در شرکتهای توزيع به صدا در آمده است.
تلفات هسته ترانسفورماتورها مرکب از دو تلفات هیسترزیس و تلفات فوکو (ادی) است که اولی با خود فرکانس و دومی با مجذور فرکانس متناسب هستند. برای مثال، 2% هارمونیک مرتبه هفت، تقریبا معادل جریان نامی فرکانس مولفه اصلی تلفات فوکو ایجاد می کند. بر همين اساس، در استاندارد، شاخصی تحت ضریب (K factor)، به صورت زیر و جهت کنترل حرارت ناشی از تلفات هسته ترانسفورماتورها وضع شده است که در آن مرتبه هارمونیک دارای اهمیتی ويژه است:
که در رابطه فوق، h مرتبه هارمونيکها و Ih ها جريان RMS پريونيت شده هارمونيکها نسبت به کل جريان بار میباشند.
بر همين اساس، در شبکه های آلوده به هارمونیک، شرکتهای توزیع دو راه برای انتخاب ترانسفورماتور دارند :
1- ضریب K را اندازه گیری کرده و به عنوان یکی از مشخصات فنی مورد نیاز به سازندگان ترانسفورماتور اعلام نمایند (فعلا این امکان در تولیدات داخل کشور وجود ندارد، که البته ناشی از عدم حساسیت مصرف کننده بوده است)
2-ترانسفورماتورها Over Size انتخاب شوند.
نحوه تعیین میزان Over Size مطلب دیگری است که در پست بعدی تشریح خواهد شد.
