Активные фильтры в электроустановках до 1000 В
Active filters for low voltage electrical installations
Чем сложнее электроустановка и чем больше проблем возникает при ее эксплуатации, тем полезнее оказывается использование активных фильтров. Ниже обозначены наиболее часто возникающие ситуации, разбор которых выводит на решения на базе активных фильтров.
Просто спросить...?
Выход из строя установок компенсации реактивной мощности (УКРМ)
Чем больше искажения напряжения на шинах подстанции, тем больше нагрев конденсаторов УКРМ токами высших гармоник и тем быстрее оборудование выйдет из строя. Это особенно опасно, если в составе УКРМ нет силовых дросселей или они неправильно подобраны.
Применение активных фильтров вместо УКРМ снимает такие проблемы, поскольку активные фильтры разработаны и предназначены для использование в сетях с высоким содержанием высших гармоник.
Активный фильтр компенсирует реактивную мощность на сборных шинах РУ-0,4 кВ
Кроме того, активные фильтры кардинально превосходят УКРМ по быстродействию.
Ни один тип конденсаторных УКРМ, в том числе с тиристорными коммутирующими устройствами, не способен конкурировать с активными фильтрами при резко переменных реактивных нагрузках.
Перегрев силовых трансформаторов токами высших гармоник
В составе нагрузок трансформаторов могут быть нелинейные электроприёмники (преобразователи частоты, выпрямители, тиристорные регуляторы мощности и др.), при работе которых образуются токи высших гармоник. Эти токи протекают по обмоткам силовых трансформаторов и вызывают дополнительный нагрев. При значительной доле нелинейных нагрузок (более 50 – 60 % от установленной мощности трансформатора) возможно срабатывание тепловой защиты.
Применение активных фильтров для компенсации высших гармоник тока нелинейных электроприёмников позволяет устранить дополнительный нагрев трансформатора и снизить риски срабатывания защит.
Активный фильтр (на фото слева) компенсирует высшие гармоники от частотно-регулируемых приводов (на фото справа)
Одновременно снижается нагрев коммутационных аппаратов, кабелей и др.
Сбои в работе измерительных приборов, медицинских диагностических комплексов и др. из-за несинусоидальности питающего напряжения
Сбои в работе ответственных электроприёмников зачастую связаны с искажениями напряжения «сети», возникающими при работе мощных промышленных установок (металлургии, нефтехимии, горной отрасли и др.). Эти искажения распространяются по линиям электропередачи и оказываются на сборных шинах 0,4 кВ трансформаторных подстанций. Эффективным средством компенсации искажений, поступающих со стороны «сети», являются активные фильтры.
Активный фильтр (на фото справа) компенсирует искажения напряжения, поступающие по сетям металлургического предприятия
В подобных ситуациях применяются активные фильтры без трансформаторов тока в силовых цепях и контроль напряжения выполняется непосредственно в точке подключения фильтра.
Перегрев блоков питания компьютеров, систем автоматического управления (САУ), аппаратуры связи и др.
В составе блоков питания оборудования САУ и АСУ ТП могут быть элементы, чувствительные к искажениям напряжения. Гармоники высоких порядков в цепях питания вызывают перегрев конденсаторов, варисторов и др. Это создает дополнительные риски нештатной работы электроустановок.
Активные фильтры позволят устранить нелинейные искажения на ответственных присоединениях.
Активный фильтр с номинальным током компенсации 15 А (3*380-480 В), вес 8 кг
При относительно небольших токах компенсации размеры и стоимость активных фильтров вполне приемлемые.
Нарушения синхронизации источников бесперебойного питания при переключениях “Off line – On line”
В цепях нагрузки источников бесперебойного питания (ИБП) могут быть частотно-регулируемые приводы и другие нелинейные электроприёмники. При работе ИБП “Off line” питание ответственных потребителей происходит от инвертора ограниченной мощности, и искажения формы напряжения оказываются существенными.
При попытке перехода в “On line” требуется синхронизировать выходное напряжение инвертора ИБП и сети. Если это не удаётся, штатная работа системы бесперебойного питания нарушается.
Пример нештатной работы ИБП при нарушении синхронизации
Применение активного фильтра в цепи нагрузки ИБП позволяет разгрузить инвертор от токов высших гармоник и обеспечить штатную работу в установившихся и переходных режимах.
Ложные срабатывания модулей автоматического ввода резерва
Работа автоматики ввода резерва зависит, в частности, от способа обработки напряжения на вводах. Некоторые устройства чувствительны к форме напряжения и при значительных искажениях формируют ложные сигналы на переключения вводов. Электротехнический персонал в таких случаях переводит устройство в режим ручного управления, оставаясь, по существу, без АВР.
Пример нарушения в работе МАВР при несинусоидальном напряжении на вводах
Активные фильтры способны скомпенсировать высшие гармоники и обеспечить правильную работу АВР.
Ложные срабатывания реле контроля напряжения и реле контроля чередования/обрыва фаз
Некоторые электронные реле контроля напряжения и реле контроля чередования/обрыва фаз чувствительны к форме напряжения и при ее отклонении от синусоиды возможны ложные срабатывания. Это создает риски останова технологического процесса с тяжелыми последствиями.
Пример ложных срабатываний реле при несинусоидальном напряжении на вводах
Установка активных фильтров предотвращает ложные срабатывания защит.
В общем случае решение по применению активных фильтров зависит от состава и режимов работы электроприёмников, схемы электроустановки, организации электроснабжения в штатных и нештатных условиях и др.
Активные фильтры на компрессорной станции (на фото в центре и справа)
Активные фильтры - это удобный и достаточно универсальный инструмент, успешно применяемый энергетиками при решении практических задач.
Подробнее:
|
Активные фильтры. Компенсация высших гармоник и реактивной мощности Смотреть, скачать брошюру в формате PDF Смотреть электронную версию брошюры |
Активные фильтры. Компенсация высших гармоник и реактивной мощности
Предложения Инженерного центра «АРТ»
Полный комплекс работ по созданию систем компенсации высших гармоник и реактивной мощности в электроустановках до 1000 В и выше 1000 В (низкого и среднего напряжения).
