У випадках, коли описані вище превентивні заходи виявляються недостатніми, необхідно обладнати електроустановку системами фільтрації.
Існують три типи фільтрів:
пасивні фільтри
Типові застосування
- промислові електроустановки з комплектом нелінійних навантажень потужністю понад 200 кВА (регульовані приводи, джерела безперебійного живлення, випрямлячі та ін.);
- електроустановки, в яких необхідна компенсація реактивної потужності;
- електроустановки, в яких потрібно знизити спотворення напруги з тим, щоб не створювати збурень для чутливих навантажень;
- електроустановки, в яких потрібно знизити спотворення струму з тим, щоб уникнути перевантажень.
Принцип дії
Паралельно нелінійному навантаженні встановлюється LC-контур, налаштований на частоту гармоніки, яку необхідно придушити (рис. M20). Цей контур поглинає гармоніки, запобігаючи їх попаданню в розподільну мережу.
Зазвичай пасивний фільтр налаштовується на частоту, близьку до частоті гармоніки, яку необхідно придушити. Якщо потрібно придушення декількох гармонік, можуть використовуватися кілька паралельно з'єднаних фільтрів.
Мал. M20: Принцип дії пасивного фільтра
Активні фільтри (активні компенсатори гармонік)
Типові застосування
- комерційні електроустановки з комплектом нелінійних навантажень потужністю менше 200 кВА (регульовані приводи, джерела безперебійного живлення, офісне обладнання та ін.);
- електроустановки, в яких потрібно знизити спотворення струму з тим, щоб уникнути перевантажень.
Принцип дії
Ці системи силової електроніки встановлюються послідовно або паралельно нелінійному навантаженні і компенсують гармоніки струму або напруги, що споживаються цим навантаженням.
На рис. M21 показаний паралельно включений активний компенсатор гармонік, що компенсує гармоніку струму (Iгарм = Iакт).
Активний компенсатор гармонік генерує в розподільну мережу гармоніки, споживані відповідної нелінійним навантаженням, але з протилежною фазою. В результаті цього ток в мережі Iс залишається синусоїдальним.
Мал. M21: Принцип дії активного фільтра
гібридні фільтри
Типові застосування
- промислові електроустановки з комплектом нелінійних навантажень потужністю понад 200 кВА (перетворювачі частоти, джерела безперебійного живлення, офісне обладнання та ін.);
- електроустановки, що вимагають компенсації реактивної потужності;
- електроустановки, в яких необхідно знизити спотворення напруги з тим, щоб не створювати збурень для чутливих ЕП;
- електроустановки, в яких необхідно знизити спотворення струму з тим, щоб уникнути перевантажень;
- електроустановки, в яких повинні дотримуватися жорсткі обмеження на «викид» гармонік в мережу.
Принцип дії
Гібридний фільтр складається з комбінації пасивних і активних фільтрів (рис. M22). Він має переваги обох типів фільтрів і придатний для застосування в широкому діапазоні потужностей і режимів роботи електроустановки.
Мал. M22: Принцип дії гібридного фільтра
критерії вибору
пасивний фільтр
Забезпечує компенсацію реактивної потужності і ефективну фільтрацію гармонік струму. Такі фільтри також знижують рівень гармонік напруги в електроустановках, в яких форма напруги харчування відрізняється від синусоїдальної. Якщо генерується фільтром реактивна потужність велика, то рекомендується відключати встановлений пасивний фільтр в ті періоди часу, коли коефіцієнт завантаження установки є низьким.
Попередні дослідження можливості застосування фільтра повинні враховувати можливу наявність батареї конденсаторів для компенсації коефіцієнта потужності, яку, можливо, доведеться видалити.
Активні компенсатори гармонік
Забезпечують придушення гармонік в широкому діапазоні частот і можуть працювати з будь-яким типом навантаження.
З іншого боку, потужності даних пристроїв є низькими.
гібридні фільтри
Об'єднують в собі переваги активних і пасивних фільтрів.