THEMA'S
SERVICE & ADVIES

Oplossingen voor harmonischen

Datum:14-07-2011

Natuurlijk zijn er ook voor harmonische spanningen en stromen oplossingen te bedenken. Een logische oplossing is er rekening mee houden. Zo kan bijvoorbeeld de keuze van de leidingdoorsnede mede bepaald worden door de aanwezigheid van 3e harmonische stromen. De 3e harmonische stromen worden niet beperkt, maar er wordt een dikkere leiding gekozen. Op deze manier ontstaan er geen nadelige gevolgen naast het extra verlies in de leiding. 

Een tweede oplossing is het toepassen van filters, wat wel de nodige deskundigheid en voorzichtigheid vereist:

  • Seriefilter: door hiermee de impedantie te verhogen, kunnen harmonische stromen worden beperkt. Dit leidt wel tot een verhoging van de harmonische spanning.

  • Shuntfilters: deze komen parallel aan de belasting te staan en zuigen in feite de harmonische stroom waar het filter voor is ontworpen naar zich toe.

  • Actief filter: dit kan worden gebruikt bij installaties met wisselende belastingen en daardoor ook steeds wisselende harmonische stromen. Het actieve filter injecteert harmonische stromen in tegenfase met de harmonische stromen in de belasting.

De meest voor de hand liggende oplossing is echter het beperken van de harmonische stromen bij de bron. Bij de keuze van de toestellen kan al gekeken worden naar toestellen met een geringe harmonische vervuiling.

Impedantie

Een oplossing van harmonische problemen kan worden gezocht in het verlagen van de netimpedantie of het maken van een 'vuil' en 'schoon' net.  Onderstaande afbeelding toont hoe een vervuilend toestel de spanning in een installatie vervormt. Dicht bij het toestel is de vervorming het grootst. Hoe dichter bij de transformator, des te kleiner de vervorming wordt. Aan de MS-kant van de transformator is de vervorming nog nauwelijks zichtbaar. Door het vervuilende toestel op een sterker net aan te sluiten (dichter bij de transformator), kan de vervuiling dus worden beperkt. Ook kan men ervoor kiezen vervuilende apparatuur op een afzonderlijke transformator te zetten.

Invloed van netimpedantie op de vervorming van de spanning.

Passieve filters

Met passieve filters zijn te gebruiken om specifieke harmonische stromen te blokkeren of om juist voor deze specifieke harmonische een lage impedantie te vormen. Bij de filters die bestaan uit een combinatie van inductiviteiten en capaciteiten (L en C) wordt gebruikgemaakt van de resonantiefrequentie. Schematisch is de toepassing van de twee soorten filters in onderstaande afbeelding weergegeven.

Toepassing van passieve filters.

Een sperfilter heeft voor de betreffende frequentie een hoge impedantie en zal dus een blokkade vormen voor de stromen. Als de belasting voor de betreffende harmonische frequentie een stroombronkarakter heeft, kan dit leiden tot hoge harmonische spanningen. Voor de betreffende frequentie waarvoor het filter ontworpen is, heeft een zuigfilter een lage impedantie. Daardoor gaan de stromen door het filter lopen en niet richting het net. Een probleem dat kan optreden bij dit soort filters is dat de stroom groter wordt dan gepland doordat ook stromen uit nabijgelegen installatie met vervuilende apparatuur worden opgenomen. Dit kan tot overbelasting van het filter leiden.

Filters kunnen ook voor meerdere frequenties worden gebouwd. Er worden diverse takken gemaakt met elk hun eigen resonantiefrequentie. Een voorbeeld hiervan is weergegeven in onderstaande afbeelding.

Meervoudige zuigfilters met een sperfilter voor TF.

Voor de diverse frequenties ontstaat er een lage frequentie, waardoor de harmonische stromen door het filter gaan en niet zorgen voor een vervorming van de netspanning. Om te voorkomen dat het toonfrequentsignaal wordt verzwakt waarmee de netbeheerder schakelt in het net of bij klanten, is in serie met de zuigfilters een sperfilter geplaatst, afgestemd op de desbetreffende frequentie van het toonfrequentsignaal.

Actieve filters

Het toepassen van een actief filter is een geavanceerdere methode om harmonische stromen te beperken en daarmee ook de vervorming van de netspanning. Dit filter meet de harmonische stroom en injecteert vervolgens een identieke harmonische stroom in tegenfase in het net. Zo worden de harmonische stromen gecompenseerd en loopt er richting het net in de ideale situatie geen harmonische stroom meer.

Achtergrondharmonische vervuiling

Uiteraard is dit in de praktijk niet helemaal haalbaar, doordat er altijd nog wel een achtergrondharmonische vervuiling is. Die zorgt voor een harmonische vervuiling in de spanning, waardoor er altijd wel harmonische stromen blijven lopen. Maar met een actief filter kan de harmonische stroom aanzienlijk worden beperkt (zie onderstaande afbeeldingen). De stroom aan de voedingszijde (netkant) is hierdoor weer vrij van harmonischen, waardoor er geen vervorming meer optreedt van de spanning.

Het actieve filter compenseert de harmonische stroom in de belasting.

Toepassing van meerdere actieve filters geeft meer flexibiliteit en zekerheid. Bron: HyTEPS.

Vragen over dit artikel?
Stel uw vraag
Details
Gerelateerd
NEN 1010 Efficiënte en slimme installaties NEN 1010 uitgebreid met delen 8.1 - energiebesparing en 8.2 slimme installaties
30-07-2020
Power Quality Harmonischen Waarop is de 8% maximale THD-normering gebaseerd?
29-05-2020
Power Quality Harmonischen Harmonische fasehoek berekenen
07-04-2020
Power Quality Harmonischen Harmonische vormen berekenen
07-04-2020
Power Quality Meten van Power Quality Kosten bij Power Quality-problemen
21-02-2020
Power Quality Wetgeving Power Quality Richtlijnen spanningskwaliteit
21-03-2017
Power Quality Harmonischen Leidingberekening en harmonischen
24-01-2017
Power Quality Zwakke netten Definitie zwakke netten
10-11-2016
Power Quality Zwakke netten De installatie op schepen
10-11-2016
NEN 1010 Elektrisch materieel Leidingberekening en harmonischen
13-06-2016
NEN 1010 Beschermingsmaatregelen Hogere harmonischen en blindvermogen
25-01-2016
Power Quality Transiënten en EMC Meerpuntsaarding
10-06-2015
Power Quality Wetgeving Power Quality Netimpedantie bij aansluiten toestellen en installaties
03-10-2014
Power Quality Harmonischen Resonantie geeft een serieus probleem met harmonischen
18-08-2014
Power Quality Wetgeving Power Quality Het belang van de netimpedantie
05-06-2014
Power Quality Meten van Power Quality Kwaliteit van de spanning in Nederland
01-04-2014
Power Quality Asymmetrie Algemene verdieping asymmetrie
08-11-2013
Power Quality Harmonischen Algemene verdieping harmonischen
08-11-2013
Power Quality Wetgeving Power Quality De sterkte van het elektriciteitsnet
08-11-2013
Verdeelsystemen Prestatie-eisen De kortsluitketen
26-09-2013
Power Quality Asymmetrie Stroomverschillen door leidingen
12-07-2013
Power Quality Harmonischen Problemen door harmonischen
31-10-2012
Power Quality Spanningsniveau Spanningsniveau en energiebesparing
31-10-2012
Power Quality Meten van Power Quality Ken je toestel!
10-08-2012
Power Quality Meten van Power Quality (Net)impedantie berekenen en meten
31-05-2012
NEN 1010 Elektrisch materieel Maximale impedantie berekenen
13-03-2012
Power Quality Harmonischen Harmonische spanning berekenen
13-03-2012
Verdeelsystemen Prestatie-eisen Kortsluitstromen
23-12-2011
Power Quality Harmonischen Zuiveringsinstallatie
11-08-2011
Power Quality Meten van Power Quality Introductie Power Quality
22-06-2011
Power Quality Wetgeving Power Quality Randvoorwaarden voor aansluitpunt
22-06-2011
Power Quality Wetgeving Power Quality Normen voor toestellen
15-06-2011
Power Quality Harmonischen Elektrische installatie op een jacht
15-06-2011
Power Quality Harmonischen Industriële installatie
15-06-2011
Power Quality Harmonischen Gehele belasting bestaat uit verlichting
15-06-2011
Power Quality Flikker Oplossingen voor flikker
11-05-2011
Inhoudsopgave