фільтрація гармонік

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.

фільтрація гармонік


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.

фільтрація гармонік


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.

фільтрація гармонік


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.