Harmoniset yliaallot ja niiden suodattaminen

Abstract

Teollisuuden automatisoinnin ja energiatehokkaiden laitteiden yleistyminen on lisännyt harmonisten yliaaltojen määrää sähköverkoissa. Nämä jännitteen- ja virran yliaallot aiheuttavat laitteiden ylikuumenemista, häviöitä ja jopa ennenaikaista vaurioitumista, mikä aiheuttaa huoltokatkoja ja nostaa ylläpitokustannuksia. Tämän takia harmonisten yliaaltojen hallinta on erityisen tärkeää teollisuuden kannalta.

Opinnäytetyö tehtiin yhteistyössä puhaltimia ja suodatusratkaisuja valmistavan yrityksen, Ziehl-Abeggin kanssa. Työ toteutettiin kirjallisuuskatsauksena, jossa perehdyttiin alan tutkimuksiin, standardeihin sekä sähkönlaadun hallintaan liittyviin käytännön sovelluksiin. Tarkastelun kohteena olivat harmonisten yliaaltojen syntymekanismit, vaikutukset sähköverkkoihin ja -laitteisiin, sekä keskeiset mittaus- ja suodatusmenetelmät. Lisäksi käytiin läpi aiheeseen liittyvät standardit, kuten SFS-EN 50160 ja IEEE 519, erityisesti niissä asetettujen raja-arvojen ja suositusten näkökulmasta.

Päätelmänä todetaan, että harmonisten yliaaltojen hallinta vaatii kattavaa sähköverkkoanalyysia ja sopivan suodatusmenetelmän valintaa. Aktiivisuodattimet ovat erityisen soveltuvia monimutkaisiin ja muuttuviin kuormituksiin, kun taas passiivisuodattimet voivat soveltua vakaampiin ja yksinkertaisempiin järjestelmiin. Työn yhteydessä laadittiin käytännön ohjeistus aktiivisuodattimen valintaan ja mitoitukseen. Tulevaisuudessa uusien teknologioiden ja tiukentuvien säädösten myötä harmonisten yliaaltojen hallinnan merkitys kasvaa entisestään.