Kita mungkin selalu mendengar atau terbaca mengenai risiko atau kesan harmonik di dalam sistem bekalan elektrik.

Walaubagaimanapun, ramai di antara kita yang terlibat secara langsung atau sebaliknya di dalam bidang elektrik kurang menyedari mengenai bahaya dan risiko kesan harmonik ini ke atas sesuatu pepasangan elektrik samada disebabkan kekurangan sumber maklumat dan artikel teknikal berkaitan di dalam bahasa ibunda masing-masing atau sebab-sebab lain.

Memahami  Punca Kejadian Dan Bahaya Kesan Harmonik

Kesan harmonik di dalam sistem bekalan elektrik adalah merujuk kepada herotan (distortion) kepada gelombang sine Voltan dan Arus.

Kejadian harmonik di dalam sistem bekalan elektrik adalah normal dan telah berlaku di peringkat awal lagi iaitu semasa ianya dijana dan dihasilkan oleh janakuasa-janakuasa elektrik itu sendiri.

Walaupun kesan harmonik yang dihasilkan oleh janakuasa-janakuasa elektrik dan yang terdapat di dalam sistem penjanaan, penghantaran dan pengagihan sistem bekalan elektrik di seluruh negara adalah kecil dan boleh diabaikan serta tidak mendatangkan bahaya kepada sesuatu pepasangan elektrik terutamanya di era tahun 70 an di mana kebanyakkan peralatan dan beban elektrik yang digunakan adalah bersifat rintangan dan dikenali sebagai beban jenis ‘linear’.

Bermula era tahun 80 an dan sehingga kini seiring dengan kepesatan pembangunan, perindustrian dan teknologi IT menyaksikan bahawa kebanyakkan peralatan dan beban elektrik yang digunakan adalah berasaskan induktif dan elektronik dan dikenali sebagai beban jenis ‘non-linear’.

Justeru itu, kesan harmonik ini menjadi amat ketara dan merbahaya apabila peralatan-peralatan elektrik dan elektronik yang bersifat beban elektrik jenis ‘non linear’ digunakan secara meluas bagi negara-negara membangun dan maju seperti sektor perindustrian seperti perkilangan dan sektor komersial seperti pusat membeli belah, hotel, pejabat dan sebagainya.

Antara risiko dan bahaya daripada kesan harmonik disebabkan penggunaan beban elektrik jenis ‘non linear’ ialah gangguan gelombang radio, talian telefon dan sistem voltan lampau rendah seperti televisyen, siaraya, komputer dan sebagainya, penghasilan haba dan pemanasan berlebihan pada kabel elektrik, motor elektrik, alatubah, pemutus litar dan menyebabkan lampu kerap berkelip dan rosak, kerosakan pada peralatan pembaik angkadar kuasa (capacitor bank) dan sebagainya.

harmonic damage2harmonic damageharmonic damage3

Keseragaman Frekuensi Voltan & Arus Ulangalik Sistem Bekalan Elektrik

Ideal sinewave

Secara idealnya, sistem bekalan elektrik yang dijana, dihantar dan diagihkan kepada para pengguna elektrik adalah merujuk kepada keseragaman ulangan (frekuensi) voltan dan arus ulangalik contohnya 50Hz.

Memahami Beban Jenis ‘Linear’ dan ‘Non Linear’

Beban Elektrik Jenis ‘Linear’

sinewave linear load

Beban Jenis ‘Linear’ adalah merujuk kepada beban elektrik yang seimbang dari segi keseragaman frekuensi voltan bekalan dan penggunaan arus serta bebas dari sebarang gangguan dan herotan (distortion) semasa ianya beroperasi dan digunakan.

Contoh beban elektrik jenis ‘linear’ ini ialah seperti motor elektrik jenis induktif dan segerak (induction and synchronous) dengan kelajuan tetap (constant speed), pemanas bergelung, lampu pijar (incandescent lamp) dan sebagainya.

Beban Elektrik Jenis ‘Non Linear’

sinewave non linear load

Beban Jenis ‘Non Linear’ adalah merujuk kepada beban elektrik yang tidak seimbang dari keseragaman frekuensi voltan dan penggunaan arus serta mempunyai gangguan dan herotan semasa ianya beroperasi dan digunakan disebabkan oleh faktor galangan (impedance) beban itu sendiri.

Contoh beban elektrik jenis ‘non linear’ ini ialah seperti komputer, pengecas bateri, lampu jenis discas (discharge lighting), ballast elektronik dan sebagainya.

Rumusan Bagaimana Kesan Harmonik Berlaku

Secara dasarnya, kesan harmonik adalah merujuk kepada masalah ketidakseragaman frekuensi voltan dan arus ulangalik di dalam sistem bekalan elektrik disebabkan penggunaan beban elektrik jenis ‘non linear’ berbanding beban elektrik jenis ‘linear’.

Pertambahan mendadak penggunaan beban elektrik berasaskan elektronik di masa kini yang bersifat ‘non linear’ seperti penukar arus (converter and inverter) AC kepada DC, DC kepada AC merangkumi pelbagai komponen dalaman beban elektrik jenis ‘non linear’ yang akan menyebabkan penggunaan arus menjadi tidak sekata dan herotan pada voltan punca bekalan.

Terdapat pelbagai jenis beban elektrik jenis ‘non linear’ seperti diodes, thyristors, variable frequency drives (vfd), uninterruptible power supply, janakuasa tunggu sedia (standby generating set) dan sebagainya terutama.

Kiriman artikel selepas ini akan menerangkan mengenai kaedah-kaedah mengawal kesan harmonik selaras dengan Garis Panduan IEEE 519 yang telah diperkenalkan pada tahun 1981 dan dikenali sebagai ‘IEEE Guide for Harmonic Control and Reactive Compensation of Static Power Converters’

Share this post on: