RAUHF - вхідний універсальний фільтр придушення гармонік

Компанія СПІК СЗМА поставляє корпусні або безкорпусні вхідні фільтри гармонік та мережеві дроселі потужністю до 1000 кВт, у тому числі на напругу понад 1000 В. Можливі варіанти як з магнітопроводом, так і без сердечника. Обмотки можуть бути виконані мідним або алюмінієвим провідником.

Фільтри RAUHF проводяться на підставі угоди між компанією «MIRUS International Corporation» (Канада) та АТ «СПІК СЗМА» (Україна) про передачу останньої прави OEM-виробника універсального фільтра придушення гармонік RAUHF на території України. Технічні умови ТУ3430-002-43480884-2009. Сертифікат відповідності № РОСС RU.ME05.B09217.

Існуючі методи придушення гармонік (лінійні реактори, багатопульсні схеми, резонансні або широкосмугові пасивні та активні фільтри) часто недостатньо надійні, неефективні та дорогі. Інноваційний фільтрRAUHF – це ефективний пристрій пасивного придушення гармонік, що генеруються в мережу живлення активним обладнанням. Цей пристрій відповідає всім вимогам ГОСТ 13109-97 та стандарту IEEE Std. 519-1992, при цьому має порівняні з іншими пристроями габарити та вартість.

Для розрахунку терміну окупності вхідного фільтра RAUHF створено програмний модуль, що працює у складі програмного комплексу SOLV та визначає ефективність застосування фільтра, за рахунок економії електроенергії на підставі даних двох послідовних розрахунків у SOLV з фільтром і без фільтра.Приклад розрахунку

Фільтри RAUHF виробляються на підставі угоди між компанією "MIRUS International Corporation" (Канада) та АТ "СПІК СЗМА" (Україна) про передачу останньої прав OEM-виробника універсального фільтра придушення гармонік RAUHFна території України.

Існуючі методи придушення гармонік (лінійні реактори, багатопульсні схеми, резонансні або широкосмугові пасивні та активні фільтри) часто недостатньо надійні, неефективні та дорогі. Інноваційний фільтрRAUHF – це ефективний пристрій пасивного придушення гармонік в мережі живлення. Цей пристрій відповідає всім вимогам ГОСТ 13109 та стандарту IEEE STD, при цьому має порівняні з іншими пристроями габарити та вартість.

Основні характеристики

Пригнічення основних гармонічних спотворень струму і напруги, що генеруються в мережу живлення частотно-регульованими приводами (ЧРП) та іншими трифазними випрямлячами (5-а, 7-а, 11-а, 13-а …)
Просте підключення до входу одиночного електроприводу
Придушення всього спектру гармонік, що генеруються ЧРП
Еквівалент 18-пульсної схеми випрямлення при роботі з 6-пульсним випрямлячем
Відсутність необхідності проведення дорогих досліджень гармонік, зниження впливу на мережу до норм, передбачених ГОСТ 13109
Коефіцієнт спотворення синусоїдальності кривої напруги та значення коефіцієнта гармонійних складових напруги, що відповідають нормам ГОСТ 13109
Коефіцієнт потужності 0.98 - 0.95, ККД 99%
Сумісність із двигунами-генераторами (ємнісний опір

Придушення гармонік частотно-регульованих приводів (ЧРП)

Вхідні випрямлячітрифазних шестипульсних перетворювачів частоти, які застосовуються в електроприводах, вважаються нелінійними, т.к. Струм на виході є несинусоїдальним. Вони генерують переважно 5 і 7, 11 і 13 гармоніки струму. Гармоніки струму обумовлюють ряд проблем в мережах живлення, таких як:

вихід з ладу конденсаторів, що використовуються для підвищення коефіцієнта потужності
перегрів кабелів, трансформаторів та іншого обладнання
спотворення кривої напруги особливо під час роботи резервних аварійних генераторів
хибне спрацювання вхідних автоматів
передчасний вихід з ладу двигунів, генераторів – Хибні спрацьовування та відмови компонентів слаботочного обладнання

Існуючі способи придушення гармонік

Відомі різні способи придушення гармонік електроприводів. Кожен з них має свої переваги, проте за співвідношенням ціни та ефективності всі вони поступаються вхідним фільтрам RAUHFРеактори та дроселі – економічно доцільне, але недостатньо ефективне рішення, їх високий імпеданс може викликати сплеск напруги в аварійних режимах .Традиційні або затримуючі фільтри вимагають налаштування на певну частоту гармонік. Крім цього, фільтри схильні до резонансу з іншими компонентами і не пригнічують гармоніки, що надходять з мережі на вихід фільтра.Широкополосні фільтри більш ефективні, порівняно з резонансними фільтрами, але при цьому мають більш високу вартість. Крім цього, хоча ці фільтри і вирішують ряд проблем, з якими стикаються резонансні фільтри, їх експлуатація не є надійною і безаварійною. Зокрема, через значну ємність конденсаторів може виникати випереджальний коефіцієнт потужності, який, у свою чергу, викликаєпроблеми з регулюванням збудження генератораВхідний фільтр RAUHF: У багатопульсних системах для зменшення гармонік забезпечується зсув фаз між випрямлячами. У 18-ти та 24-пульсних системах коефіцієнт гармонійних спотворень кривої струму (THID) може бути меншим за 8%, але ці системи мають більші габарити, меншу ефективність та високу вартість.Фазозсувні трансформатори є економічно вигідним способом придушення гармонік, проте вимагають одночасної роботи кількох 6-пульсних випрямляльних навантажень. Квазидвенадцатипульсная схема може бути отримана за допомогою зсуву фаз одного електроприводу щодо іншого такого приводу. Для отримання 18-ти та 24-пульсних схем, необхідно використовувати три або чотири перетворювачі відповідно. Принцип роботиактивних фільтрів наступний: вимірюється струм гармонік і їх придушення подаються струми зворотної полярності. Таким чином, вони мають високу продуктивність, але менш надійні і дорогі.

Вхідний фільтр RAUHF:

- Забезпечує придушення всіх основних гармонік і дозволяє досягти результатів, порівнянних з ефективністю активних фільтрів або багатопульсних систем. У порівняльному аналізі зіставлені результати випробувань на гармоніки частотного перетворювача 45 кВт із різними пасивними способами придушення гармонік;

– дозволяє зменшити коефіцієнт спотворення кривої струму більш ніж 10 разів і отримати значення коефіцієнта потужності, близьке до одиниці. Кінцевий результат є лінійним навантаженням з некритичним рівнем гармонік.

- пасивний пристрій, що має принципово нову конструкцію реактора та малогабаритний блок конденсатора. Завдяки цьому забезпечується придушення всіх основних гармонійнихструмів (включаючи радіочастотні перешкоди), що генеруються частотним перетворювачем та іншими трифазними, 6-пульсними випрямлювальними навантаженнями. Повний коефіцієнт гармонічних спотворень струму (THID) становить менше 8%, а часто не перевищує 5%.

Гармоніки, що генеруються зовнішніми джерелами

Традиційний загороджувальний фільтр підключається паралельно і немає строго заданих пріоритетів у напрямку спрацьовування. Таким чином, можливе його навантаження під впливом гармонік від нелінійних навантажень, присутніх у мережі. Навпаки, RAUHF має високий опір по відношенню до гармоніків з мережі, що виключає випадкове пропускання гармонік та перевантаження.

Системний резонанс

При частотах нижче заданої, робота традиційного фільтра має ємнісний характер. При цьому виникає резонанс із власною індуктивністю системи живлення. При налаштуванні фільтра на більш високі гармоніки, наприклад, 11-у, можливий резонанс при нижчих частотах гармонік - 5-й або 7-й.Власна резонансна частотаRAUHFнижче за частоту резонансу основних гармонік, що дозволяє виключити виникнення резонансу.

Випереджальний коефіцієнт потужності

Великий блок конденсаторів, що використовується в загороджувальних і широкосмугових фільтрах, являє собою високий ємнісний опір, особливо при малих навантаженнях. Це є перевагою у випадках, коли потрібне поліпшення коефіцієнта реактивної потужності. Однак, у більшості частотних перетворювачів, коефіцієнт реактивної потужності є високим і компенсації індуктивних навантажень не потрібно, більше того, вона може стати проблемою при використанні аварійних резервних генераторів. Для вирішення цієї проблеми складні фільтри забезпечені механізмом вимкненняконденсаторів при малих навантаженнях, що призводить до збільшення вартості та складності обладнання. Навіть за відсутності навантаження ємнісний опір (KVAR) фільтра RAUHF становить менше 15% від потужності фільтра (кВА). Цим забезпечується сумісність із двигунами-генераторами без вимкнення конденсаторів.

Зменшення гармонійного спотворення

Ефективність фільтра, що затримує, залежить від числа гармонік ненастроєних частот і залишкових гармонік заданих частот. Для отримання коефіцієнта спотворення кривої струму нижче 15%, часто потрібно кілька настроювальних ланок. Широкосмугові фільтри забезпечують коефіцієнт спотворення кривої струму менше 12%, проте для цього потрібно застосування великогабаритних конденсаторів. RAUHFзменшує спотворення рівня нижче 8%, а найчастіше і 5% при повному навантаженні.

Можливість виключення розділових трансформаторів (ЧРП)

Найчастіше разом із частотними перетворювачами застосовують розділові трансформатори. Вважається, що багато проблем можна вирішити "відокремивши" частотний перетворювач від системи живлення. Дійсно, розділовий трансформатор завдяки власному опору та гальванічній розв'язці забезпечує захист, зокрема, щодо комутаційного перенапруги конденсатора та високочастотних перешкод. Однак, розділовий трансформатор не забезпечує захисту мережі живлення від гармонік частотного перетворювача. Завдяки високому прохідному опору, RAUHF має ті ж переваги, що і розділовий трансформатор, і, крім цього, пригнічує гармоніки, що генеруються частотним перетворювачем в мережу живлення. При цьому RAUHF займає менше місця і має більш високу ефективність. Застосування RAUHF виключає необхідність використаннярозділових, а встановлених вище у системі трансформаторів показник К-фактора (коефіцієнта збільшення втрат від нелінійності навантаження) стає несуттєвим.