Компенсация токов высших гармоник активными фильтрами
Active filters & Current harmonics compensation
Когда требуется компенсировать токи высших гармоник
Находящиеся на объекте нелинейные электроприёмники могут создавать проблемы как внутри электроустановки, так и за ее пределами. В этом случае логично гасить высшие гармоники там, где они возникают.
Активные фильтры подключаются вблизи нелинейных потребителей. Трансформаторы тока устанавливаются в цепи питания нелинейных нагрузок. Активные фильтры настраиваются на компенсацию токов высших гармоник определенных порядков.
Просто спросить...?
Как это работает
Пример. На энергетическом объекте 20 преобразователей частоты объединены в две группы, запитанные по двум линиям от одного источника. Два активных фильтра АДФ-У подключены к соответствующим группам (по 10 фильтров).
Преобразователи частоты (на фото справа) и активный фильтр (на фото слева)
При включении преобразователей частоты суммарный кф. нелинейных искажений напряжения сети Ku (THDu) составляет 5 %.
Суммарный кф. нелинейных искажений напряжения Ku или THDu (черная линия), гармоники 5-го порядка (красная линия) и 7-го порядка (зеленая линия) снижаются при запуске активных фильтров
В 11 час 47 мин. 30 сек. запускается первый фильтр и THDu снижается до 3,5 %.
В 11 час 54 мин. 10 сек. запускается второй фильтр и THDu снижается до 2,3 %.
Искажения тока (THDi) снижаются с 37 % до 5 % (при токе нагрузки по 260 А на каждую группу из 10 преобразователей частоты).
В спектре преобладают гармоники 5-го порядка. Гармоники мощности отрицательные, что подтверждает генерацию искажений от электроустановки в сеть.
Гармоники мощности при запуске активных фильтров
Активные фильтры работают в автоматическом режиме, анализируя данные с трансформаторов тока и компенсируя искажения в соответствии с введенными настройками. При изменении величины и/или спектра тока высших гармоник в нагрузке, фильтры изменяют ток компенсации.
Корректировка настроек фильтра возможна как с панели оператора, так и дистанционно по стандартным интерфейсам.
На что обратить внимание.
|
Активные фильтры. Практика компенсации высших гармоник в электроустановках Смотреть, скачать брошюру в формате PDF Смотреть электронную версию брошюры |
Активные фильтры. Практика компенсации высших гармоник в электроустановках
1. Наличие дросселей/реакторов в силовых цепях нелинейных нагрузок
В частности, для преобразователей частоты это могут быть дроссели на входе выпрямителя и/или дроссели в звене постоянного тока. Если дросселей нет, применение активных фильтров неэффективно.
2. Наличие конденсаторов в силовых цепях, по которым может протекать ток активного фильтра
Если это конденсаторные установки компенсации реактивной мощности (УКРМ), то на входе ступеней компенсации должны быть дроссели. Если дросселей нет, применение активных фильтров неэффективно, и не безопасно для конденсаторных установок.
3. Расположение источника высших гармоник по отношению к защищаемой активным фильтром электроустановке
Если в составе электроустановки есть оборудование, при работе которого образуются токи высших гармоник, эти токи можно измерить. Тогда фильтр будет работать в режиме компенсации гармоник тока.
Если источник искажений находится вне данной электроустановки, то активный фильтр с трансформатором тока не поможет. Потребуется специальное программное обеспечение для работы фильтра без датчиков тока.
4. Место установки и подключения трансформаторов тока по отношению к силовым цепям активного фильтра
Это влияет, в том числе, на быстродействие системы компенсации.
5. Фактический спектр высших гармоник и влияние гармоник отдельных порядков на работу оборудования
В общем случае чем выше порядок компенсируемых гармоник, тем с большим запасом по току надо выбирать активный фильтр. В то же время, если только некоторые гармоники критичны для электроустановки, номинальный ток и стоимость фильтра можно оптимизировать.
6. Степень компенсации высших гармоник, достигаемая при работе активного фильтра
Как правило, токи высших гармоник не следует компенсировать на 100% (до нуля). Ресурсы фильтра (располагаемый ток компенсации) распределяются при пусконаладке в соответствии с решаемой задачей. Уставки легко корректируются в процессе эксплуатации.
Наладка активных фильтров с использованием сервисного программного обеспечения
Если задача выходит за рамки устранения гармоник на одном присоединении, то предпочтительным вариантом будет применение активных фильтров в составе системы динамической компенсации (СДК).
Эффект от работы активного фильтра при компенсации высших гармоник иллюстрируется следующим видео.
Компенсации токов высших гармоник активным фильтром
Смотреть это видео на VK Видео, YouTube, Rutube или Дзен
Один из примеров применения активных фильтров для компенсации токов высших гармоник электроприводов аппаратов воздушного охлаждения (АВО) газа показан на видео.
Компенсация токов высших гармоник электроприводов АВО газа
Смотреть это видео на VK Видео, YouTube, Rutube или Дзен
Предложения Инженерного центра «АРТ»
Полный комплекс работ по созданию систем компенсации высших гармоник и реактивной мощности в электроустановках до и выше 1000 В (низкого и среднего напряжения).
