Ефективність роботи активного фільтра гармонік, Стаття у журналі «Молодий ученый»
Рубрика: Технічні науки
Бібліографічний опис:
Ключові слова: якість електричної енергії, система електропостачання, частотний перетворювач, активний фільтр гармонік
Однією з найважливіших проблем розподільчих мереж є проблема погіршення якості електроенергії, спричиненого зростанням рівня вищих гармонік.
Головною причиною зниження якості електричної енергії донедавна були різко змінні та нелінійні навантаження великих металургійних заводів, а також системи тягового електропостачання залізниці. Але останнім часом велике застосування отримали статичні частотно-регульовані приводи, силові перетворювачі та системи освітлення, що зберігають, що призвело до зниження якості електричної енергії.
Спотворення форми синусоїди напруг і струмів веде до зростання втрат, швидкого старіння ізоляції, а, отже, і зменшення терміну служби електроустаткування [1]. Внаслідок цього зростають капіталовкладення та витрати на експлуатацію, зумовлені заміною обладнання раніше встановленого терміну.
Таким чином, проблема підтримки високої якості електричної енергії набула досить великої ваги для систем електропостачання. Щоб знизити спричинені погіршенням якості електричної енергії, негативні наслідки, необхідне проведення технічних та організаційних заходів, спрямованих на покращення якості електроенергії та надійності електропостачання.
Універсальним пристроєм регулювання параметрів, що встановлюють якість електричної енергії є активні фільтри гармонік (АФГ).
У цій статті буде показано ефективність роботи АФГразом із частотним перетворювачем.
Активні фільтри — це пристрої, що комутуються, параметри яких створюються за допомогою закону управління. Це адаптаційні пристрої з величинами, які змінюються відповідно до режиму роботи мережі та характеристик навантаження. Найважливішою функцією АФГ є пригнічення вищих гармонік напруги та струму.
Принцип дії АФГ заснований на переході індуктивності відповідно до моментальної зміни напруги на навантаженні. Схема даного пристрою представлена малюнку 1.
Мал. 1. Однофазна схема заміщення АФГ
Далі уявімо рівняння, об'єднані в систему, які описують різні режими функціонування АФГ і є математичною моделлю, показаною на малюнку 1 схеми АФГ.
Параметри пристрою (індуктивність L та ємність C) змінюються залежно від вхідних величин системи та навантаження [2].
Однією з основних завдань АФГ є придушення вищих гармонік, зокрема роботи електромережі разом із перетворювачами частоти.
Частотний перетворювач (ПП) – це електронний механізм, який призначений для регулювання значень частоти напруги або струму. Пристрій включає випрямляч, що перетворює змінний струм промислової частоти в постійний, і інвертор, який перетворює постійний струм в змінний необхідних частоти і амплітуди. Вихідні тиристори або транзистори забезпечують електродвигун необхідним для роботи струмом [3].
Мал. 2. Схема перетворювача частоти
Однак НП є джерелом вищих гармонійних коливань. Випрямлячі, що входять у пристрій перетворювача, як правило, виражаються кількістю коливань постійного струму, які вони виробляють кожен період. Якправило, це 6-ти або 12-пульсні випрямлячі. Гармонічні струми, які показують відсоток від основного струму 50 Гц, показані в таблиці 1 для 6-ти пульсного випрямляча.
Зміст% гармонік струму6-ти пульсного випрямляча
Номер гармоніки
Зміст% гармонік струму